Brevet FR2688157A1 — publié le 19930910

"Plateau magnétique aimants permanents, avec pièces polaires en damier" L'invention concerne un plateau magnétique à aimants permanents, comportant sur sa face active un ensemble de pièces polaires fixes disposées en damier, c'est-à-dire alignées suivant des rangées longitudinales et transversales, et séparées les unes des autres par des entrefers, pièces polaires qui dans la position active du plateau magnétique constituent des pôles actifs alternativement Nord et Sud, aussi bien dans le sens longitudinal que dans le sens transversal du plateau, celui-ci comprenant aussi - un ensemble d'aimants permanents fixes, insérés entre les pièces polaires dans les entrefers longitudinaux ou transversaux, tous ces aimants permanents étant aimantés suivant la même direction transversale ou longitudinale du plateau magnétique, avec une alternance de leurs polarités aussi bien longitudinalement que transversalement - un ensemble d'aimants permanents mobiles, en direction transversale ou longitudinale, également avec une alternance de leurs polarités aussi bien longitudinalement que transversalement, la direction commune d'aimantation des aimants mobiles étant perpendiculaire à celle des aimants fixes - un mécanisme de commande pour le déplacement de l'ensemble d'aimants permanents mobiles, sur la longueur du pas des pièces polaires, entre une position rendant toutes ces pièces polaires actives et une position neutre dans laquelle les lignes de force issues de tous les aimants se referment par l'intérieur du plateau magnétique. Un plateau magnétique de ce genre, notamment utilisable pour le maintien de pièces à usiner, est connu par le brevet français NO 85 10682 / 2584328. Grâce à sa configuration en damier, il possède l'avantage de développer une attraction magnétique parfaitement répartie sur toute sa surface active, et agissant avec la même efficacité aussi bien dans la direction longitudinale que dans la direction transversale. Dans la construction particulière décrite par le brevet précité, l'ensemble d'aimants permanents mobiles est constitué par des rangées d'aimants portés par des peignes mobiles en matériau amagnétique, logés et montés coulissants dans des lames d'air ménagées entre les rangées longitudinales ou transversales de pièces polaires, tous les peignes étant liés au même mécanisme de commande de manière à être déplacés simultanément au moyen de ce mécanisme. Ainsi, dans cette construction connue, tous les aimants qu'ils soient fixes ou mobiles se trouvent logés entre les pièces polaires disposées en damier. Chaque pièce polaire est donc soumise à l'effet de quatre aimants permanents, disposés respectivement sur ses quatre faces latérales. Quoique satisfaisante du point de vue du fonctionnement, cette construction possède des inconvénients. En particulier, la localisation des aimants permanents mobiles impose la réalisation de rainures longitudinales ou transversales, entre des rangées parallèles de pièces polaires, de sorte que l'ensemble des pièces polaires est subdivisé et ne constitue pas un bloc polaire rigide. Les lames d'air dans lesquelles sont logés et se déplacent les aimants permanents mobiles doivent être réalisées comme des rainures parfaitement calibrées. De plus, le montage de ces aimants mobiles sur des peignes multiples, devant être tous liés au mécanisme de commande, conduit à une structure compliquée. Ainsi, dans l'ensemble, ce plateau magnétique connu conserve une construction assez complexe et coûteuse, sans pour autant posséder une résistance mécanique élevée. La présente invention vise à éliminer ces inconvénients, en fournissant un plateau magnétique du genre considéré, possédant toujours la configuration polaire avantageuse en damier mais dont le principe de construction permet une réalisation industrielle plus aisée et conduit à une structure beaucoup plus robuste. A cet effet, dans le plateau magnétique à aimants permanents selon l'invention, avec pièces polaires en damier, l'ensemble d'aimants permanents mobiles est disposé sous l'ensemble de ces pièces polaires disposées en damier, les aimants permanents mobiles étant tous aimantés selon une direction perpendiculaire à la face active du plateau magnétique et étant disposés en damier en correspondance avec lesdites pièces polaires, tous ces aimants mobiles étant montés sur un support commun déplaçable en direction longitudinale ou transversale et lié au mécanisme de commande. Ainsi, contrairement à la construction connue rappelée plus haut, les aimants permanents mobiles sont disposés, dans la réalisation selon l'invention, sous les pièces polaires en damier et non pas entre ces pièces polaires. En d'autres termes, les aimants mobiles ont une disposition inférieure et non plus latérale, par rapport à chacune de ces pièces polaires ; les aimants sont donc présents sur trois faces, et non plus quatre faces, de chaque pièce polaire. Cette disposition nouvelle est particulièrement avantageuse, à plusieurs points de vue En l'absence d'aimants mobiles à loger entre les pièces polaires, toutes les pièces polaires peuvent être réunies en un bloc polaire très rigide. Des barrettes longitudinales ou transversales de séparation en matériau amagnétique, tel que laiton, peuvent en particulier être insérées entre les rangées parallèles de pièces polaires, au contact des faces latérales de ces pièces polaires non adjacentes à des aimants permanents fixes, là où précédemment il était nécessaire de ménager des lames d'air recevant les aimants mobiles. Ces barrettes assurent la rigidité selon une direction (longitudinale ou transversale selon le cas), tandis que la rigidité du bloc polaire dans la direction perpendiculaire peut être obtenue par des tirants en matériau amagnétique, qui s'étendent perpendiculairement aux barrettes de séparation et qui compriment les pièces polaires et ces barrettes pour former un ensemble précontraint. De plus, au lieu de ménager une pluralité de rainures calibrées pour le logement et le guidage des aimants mobiles, il suffit de réaliser deux plans de guidage parallèles, entre lesquels l'ensemble des aimants mobiles est monté glissant. Tous ces aimants étant situés dans un même plan, parallèle à la face active du plateau magnétique, un support unique commun à tous les aimants mobiles est facilement réalisable, sous la forme d'une plaque ou d'une grille en matériau amagnétique, par exemple en aluminium, présentant des ouvertures disposées en damier et recevant ces aimants. La plaque ou grille, supportant l'ensemble des aimants mobiles, est montée déplaçable à l'intérieur d'un cadre latéral en matériau amagnétique tel que laiton, inséré entre la semelle inférieure et le bloc polaire, des moyens additionnels de support et de guidage de cette plaque ou grille étant avantageusement prévus dans la région centrale de celleci. Le cadre latéral et les moyens additionnels de support et de guidage assurent le jeu nécessaire au déplacement de la plaque ou grille supportant les aimants mobiles, laquelle peut être commodément déplacée en translation, sur la longueur d'un pas polaire, par des moyens de manoeuvre à pignon et crémaillère. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de ce plateau magnétique à aimants permanents, avec pièces polaires en damier Figure 1 est une vue d'ensemble, en perspective, d'un plateau magnétique conforme à la présente invention Figure 2 est une vue partielle, en perspective éclatée, du bloc polaire du plateau magnétique de figure 1 Figure 3 est une vue en perspective éclatée montrant la semelle inférieure de ce plateau magnétique, ainsi que l'ensemble des aimants mobiles avec leur support commun Figure 4 est une vue partielle, en coupe verticale suivant IV-IV de figure 5, de ce plateau magnétique en position active ; Figure 5 est une vue en coupe horizontale selon V V de figure 4, se rapportant toujours à la position active Figures 6 et 7 sont des vues en coupe similaires respectivement aux figures 4 et 5, mais relatives à la position neutre du même plateau magnétique. Le plateau magnétique représenté au dessin comprend une semelle rectangulaire 1, en matériau magnétique, qui est surmontée par un bloc polaire 2, avec interposition d'un cadre rectangulaire 3 en laiton ou autre matériau amagnétique. Le bloc polaire 2 est constitué par un ensemble de pièces polaires 4 en acier doux, toutes fixes. Les pièces polaires 4, possédant chacune une forme parallélépipedique de section horizontale carrée, sont disposées en rangées longitudinales et transversales de manière à former un damier. Les faces supérieures 5 de toutes ces pièces polaires 4 en damier sont situées dans un même plan, et constituent ensemble la face active du plateau magnétique. Les faces latérales de pièces polaires 4 voisines sont séparées par des entrefers amagnétiques longitudinaux et transversaux, de manière à isoler magnétiquement ces pièces polaires 4 les unes par rapport aux autres. Le pas polaire est désigné par P. Dans les entrefers transversaux, entre les rangées transversales de pièces polaires 4, sont insérés des aimants permanents fixes 6, en forme de pastilles circulaires de faible épaisseur, d'axe horizontal. Chaque aimant permanent fixe 6 est placé entre deux pièces polaires 4 situées en vis-à-vis et appartenant à deux rangées transversales consécutives, au contact des faces latérales 7 de ces pièces polaires 4. On prévoit ici deux aimants fixes 6 au contact de chaque face latérale 7 d'une pièce polaire 4. Dans chaque ligne transversale d'aimants permanents fixes 6 alternent, en correspondance avec les pièces polaires 4 alignées transversalement, des paires d'aimants permanents 6 aimantés suivant la direction longitudinale du plateau magnétique et dans un premier sens, et des paires d'aimants 6 aimantés suivant la direction longitudinale du plateau magnétique, mais dans le sens inverse des aimants précédents. De plus, les pièces polaires 4 de chaque rangée longitudinale sont séparées les unes des autres par des paires d'aimants permanents fixes 6 alternativement aimantés dans un sens et dans l'autre, les polarités des paires d'aimants fixes 6 présentant ainsi une double alternance, à la fois longitudinale et transversale. Entre les rangées longitudinales de pièces polaires 4, dans des entrefers qui ne logent aucun aimant, sont mises en place des barrettes longitudinales de séparation 8 en laiton, venant au contact des faces latérales 9 des pièces polaires 4 autres que les faces 7 adjacentes aux aimants 6. Comme le montre notamment la figure 2, des tirants transversaux 10 en acier amagnétique traversent les pièces polaires 4 et les barrettes longitudinales 8, les extrémités des tirants 10 étant vissées au moyen d'écrous 11 sur des barres latérales 12 en aluminium ou en laiton. Ainsi, le serrage des écrous 11 comprime les pièces polaires 4 et les barrettes longitudinales 8 de manière à assembler et rigidifier le bloc polaire 1, en exerçant une précontrainte. Des tiges amangétiques transversales 13 sont aussi mises en place, au travers d'encoches 14 des barrettes longitudinales 8, dans les entrefers transversaux au-dessus des aimants fixes 6. L'assemblage des composants du bloc polaire 2 peut être encore renforcé par un collage. Entre la semelle inférieure 1 et le bloc polaire 2, dans l'espace en forme de lame délimité par le cadre amagnétique 3, est disposée une plaque ou grille 15 en aluminium ou autre matériau amagnétique, montée mobile en direction longitudinale (flèche F) sur la longueur d'un pas polaire P. La plaque ou grille 15 est guidée latéralement par les deux côtés longitudinaux du cadre 3, et elle est aussi supportée et guidée, dans sa région centrale, au moyen de taquets 16 portés par la semelle 1 et engagés dans des fentes longitudinales 17 de cette plaque ou grille 15 - voir figure 3. La plaque ou grille mobile 15 présente des ouvertures 18 de forme générale carrée ou rectangulaire, ménagées suivant des lignes longitudinales et transversales selon une disposition en damier qui correspond à celle des pièces polaires 4. Dans chaque ouverture 18 sont mis en place des aimants permanents mobiles 19, par exemple au nombre de quatre, en forme de pastilles circulaires de faible épaisseur, d'axe vertical. Tous les aimants permanents mobiles 19 sont aimantés verticalement, mais avec des polarités alternées aussi bien longitudinalement que transversalement. En d'autres termes, le sens d'aimantation des aimants 19 logés dans une ouverture 18 est opposé au sens d'aimantation des aimants 19 logés dans les ouvertures 18 adjacentes, appartenant à la même ligne longitudinale ou transversale. On peut encore noter que, considérant la face supérieure de la plaque ou grille 15, celle-ci présente un damier d'aimants 19 avec alternance de polarités Nord et Sud, ces aimants 19 se situant immédiatement sous le bloc polaire 2. Pour déplacer la plaque ou grille 15, donc l'ensemble des aimants permanents mobiles 19, il est prévu au niveau de la semelle inférieure 1, un mécanisme de commande comprenant un arbre de manoeuvre rotatif 20, un pignon 21 porté par l'arbre 20 et une crémaillère 22 en prise avec le pignon 21. La crémaillère 22, guidée longitudinalement dans une rainure 23 de la semelle 1, comporte un doigt d'entraînement 24 engagé dans une ouverture 25 ménagée sur la plaque ou grille 15. Grâce aux dispositions précédentes, l'ensemble des aimants permanents mobiles 19 est déplaçable longitudinalement, sur la longueur du pas polaire P, entre une position rendant le plateau magnétique "actif", et une position de neutralisation de ce plateau magnétique. La position active est celle, illustrée par les figures 4 et 5, dans laquelle chaque pièce polaire 4 est soumise à la même polarité Nord ou Sud, aussi bien sur ses deux faces latérales 7 opposées se trouvant en contact avec des aimants fixes 6, que sur sa face inférieure adjacente à des aimants mobiles 19. Ainsi, les flux magnétiques fournis par les aimants fixes 6 et mobiles 19 sur ces trois faces s'additionnent, et rendent active la face supérieure 5 de la pièce polaire 4 considérée. Considérant maintenant l'ensemble des pièces polaires 4 disposées en damier, toujours en position active, on notera que l'alternance des polarités des aimants fixes 6 et mobiles 19 permet aux faces supérieures 5 de ces pièces polaires 4 de constituer toutes des pôles actifs alternativement Nord et Sud, aussi bien dans le sens longitudinal que dans le sens transversal. Ceci rend la face supérieure du plateau active et lui permet d'attirer des pièces métalliques 26. Partant de la position active, et après déplacement sur un pas polaire P des aimants permanents mobiles 19, on atteint une position montrée aux figures 6 et 7 dans laquelle chaque pièce polaire 4 reste soumise sur ses deux faces latérales7à la même polarité Nord ou Sud due aux aimants fixes 6, tandis que sa face inférieure est soumise à une polarité opposée Sud ou Nord en raison du déplacement des aimants mobiles 19. En prévoyant que le flux magnétique fourni par ces aimants mobiles 19 à la pièce polaire 4 soit égal à la somme des deux flux fournis par les aimants fixes 6 à la même pièce polaire 4, on obtient une neutralisation totale : le flux magnétique des aimants fixes 6 est court-circuité par les aimants mobiles 19 situés sous cette pièce polaire 4, les lignes de force 27 se refermant par l'intérieur du plateau magnétique en traversant aussi la semelle 1 comme montré sur la figure 6, et la face supérieure 5 de la pièce polaire 4 est neutralisée. L'effet étant le même pour toutes les pièces polaires 4, le plateau magnétique se trouve globalement neutralisé, et n'assure plus l'attraction de pièces métalliques. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution 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 respectant le même principe, quels que soient, notamment, les formes et nombres des aimants, ou les matériaux constitutifs magnétiques ou amagnétiques, ou encore les détails de structure, concernant l'assemblage des composants du bloc polaire ou le mécanisme de commande du déplacement de l'ensemble des aimants mobiles. Dans cet ordre d'idées, il est bien évidemment possible de disposer les barrettes de séparation amagnétiques 8 dans le sens transversal, et les tirants d'assemblage 10 dans le sens longitudinal, les aimants fixes 6 à axe d'aimantation longitudinal devenant dans ce cas des aimants fixes à axe d'aimantation transversal toujours insérés entre les pièces polaires 4 et appliqués contre des faces latérales de ces pièces polaires, le principe de commutation entre les positions active et neutre restant inchangé. REVENDICATIONS 1. Plateau magnétique à aimants pemanents, comportant sur sa face active (5) un ensemble de pièces polaires fixes (4) disposées en damier, c'est-à-dire alignées suivant des rangées longitudinales et transversales, et séparées les unes des autres par des entrefers, ces pièces polaires (4) constituant dans la position active du plateau des pôles actifs alternativement Nord et Sud, aussi bien dans le sens longitudinal que dans le sens transversal du plateau, celui-ci comprenant aussi - un ensemble d'aimants permanents fixes (6), insérés entre les pièces polaires (4) dans les entrefers longitudinaux ou transversaux, tous ces aimants permanents (4) étant aimantés suivant la même direction transversale ou longitudinale du plateau magnétique, avec une alternance de leurs polarités aussi bien longitudinalement que transversalement ; - un ensemble d'aimants permanents (19) mobiles en direction transversale ou longitudinale, également avec une alternance de leurs polarités aussi bien longitudinalement que transversalement, la direction commune d'aimantation des aimants mobiles (19) étant perpendiculaire à celle des aimants fixes (6) ; - un mécanisme de commande (20 à 25) pour le déplacement de l'ensemble d'aimants permanents mobiles (19), sur la longueur du pas (P) des pièces polaires (4), entre une position rendant toutes ces pièces polaires actives et une position neutre dans laquelle les lignes de force (27) issues de tous les aimants (6,19) se referment par l'intérieur du plateau magnétique ; caractérisé en ce crue l'ensemble d'aimants permanents mobiles (19) est disposé sous l'ensemble des pièces polaires (4) disposées en damier, les aimants permanents mobiles (19) étant tous aimantés selon une direction perpendiculaire à la face active (5) du plateau magnétique et étant disposés en damier en correspondance avec lesdites pièces polaires (4), tous ces aimants mobiles (19) étant montés sur un support commun (15) déplaçable en direction longitudinale ou transversale et lié au mécanisme de commande (20 à 25). 2. Plateau magnétique à aimants permanents, avec pièces polaires en damier, selon la revendication 1, caractérisé en ce que toutes ces pièces polaires (4) sont réunies en un bloc polaire rigide (2), des barrettes longitudinales ou transversales (8) en matériau amagnétique étant insérées entre les rangées parallèles de pièces polaires (4), au contact des faces latérales (9) de ces pièces polaires (4) non adjacentes à des aimants permanents fixes (6). 3. Plateau magnétique à aimants permanents, avec pièces polaires en damier, selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend des tirants (10) en matériau amagnétique, qui s'étendent perpendiculairement aux barrettes de séparation (8) et qui compriment les pièces polaires (4) et ces barrettes (8) pour former un ensemble précontraint. 4. Plateau magnétique à aimants permanents, avec pièces polaires en damier, selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le support commun à tous les aimants mobiles (19) est réalisé sous la forme d'une plaque ou d'une grille (15) en matériau amagnétique, présentant des ouvertures (18) disposées en damier et recevant ces aimants (19). 5. Plateau magnétique à aimants permanents, avec pièces polaires en damier, selon la revendication 4, caractérisé en ce que la plaque ou grille (15), supportant l'ensemble des aimants mobiles (19), est montée déplaçable à l'intérieur d'un cadre latéral (3) en matériau amagnétique, inséré entre la semelle inférieure (1) et le bloc polaire (2) du plateau magnétique. 6. Plateau magnétique à aimants permanents, avec pièces polaires en damier, selon la revendication 5, caractérisé en ce que des moyens additionnels de support et de guidage (16) de ladite plaque ou grille (15) sont prévus dans la région centrale de celle-ci.