Brevet FR2707439A1 — publié le 19950113

L'invention concerne un dispositif de maintien pour fixer magnétiquement un détecteur à contact sur une surface magnétisable courbe. DE-36 28 544 A1 décrit une monture magnétique per- mettant une fixation à une surface magnétisable,dans la- quelle le dispositif de contact est constitué d'éléments qui sont alimentés par un aimant. Les éléments, ou pla- ques polaires plates, sont déplaçables parallèlement les uns aux autres, de sorte que le dispositif de contact peut s'adapter étroitement à toute forme de surface. Après l'adaptation de l'ensemble des éléments à la surface de contact, on bloque les plaques individuelles ensemble et on les fixe en place. L'ensemble des éléments est mainte- nu sur la surface de contact par la force magnétique. Tou- tefois, un inconvénient de ce dispositif de maintien est que l'ensemble des éléments doit toujours être à nouveau adapté en cas de changement de la surface de contact et que la force magnétique de retenue est relativement fai- ble et, en particulier, la forme variable de l'ensemble d'éléments et la construction générale du dispositif de maintien magnétique affectent les valeurs mesurées par des détecteurs à contact de types particuliers, notamment des détecteurs de vibrations. DE-29 40 212 C2 décrit un dispositif de fixation magnétique comprenant au moins deux pièces polaires en matière ferromagnétique douce qui sont alimentées par une pluralité d'aimants. Les pièces polaires sont alimentées à la fois par un aimant principal placé entre elles et par des aimants secondaires d'entourage qui sont orientés de façon à présenter dans chaque cas des pâles de la même polarité vers les pièces polaires respectives. Les pôles des aimants secondaires tournés dans la direction oppo- sée sont reliés par le pont d'une armature magnétique. Ce dispositif de fixation magnétique est caractérisé par une grande force magnétique de retenue ou par une forte densi- té magnétique à l'endroit de la surface de fixation mais, essentiellement, il en est ainsi seulement pour des surfa- ces planes. Le dispositif de fixation magnétique précité ne convient pas pour des surfaces courbes. La fixation ou la retenue sur une surface magné- tisable peut également être effectuée au moyen d'un ai- mant en fer à cheval ou d'un aimant en forme de pot qui peut comporter des patins ou pièces polaires mobiles, sur les côtés, pour augmenter la force de retenue et pour com- penser les défauts de planéité. On utilise principalement de tels dispositifs de fixation magnétique comme fermetures de portes ou verrous de portes de placard. Toutefois, ils s'adaptent seulement de façon limitée dans le cas d'un contact avec des surfaces courbes. Les pièces polaires placées sur les côtés, avec l'aimant entre elles,forment un pont lorsqu'elles sont en contact avec une surface courbe, et l'auto- vibration de ce pont a un effet négatif, en particulier dans le cas de détecteurs de vibrations. Les auto-vibrations sont particulièrement gênantes lors- qu'on veut évaluer des données de vibrations complexes pro- venant de paliers ou d'arbres. L'objet de l'invention est de procurer un dispo- sitif de maintien magnétique qui évite les inconvénients précités de l'art antérieur. Le dispositif de maintien magnétique doit posséder une grande force de retenue sur des surfaces courbes et il doit également convenir pour des capteurs à contact, tels que des détecteurs de vibra- tions, c'est-à-dire que le dispositif de maintien magnéti- que ne doit pas affecter la détection des valeurs mesu- rées provenant de la surface de l'objet à mesurer. Cet objectif est atteint par un dispositif de maintien magnétique ayant les caractéristiques indiquées dans la revendication 1. Des modes préférés de réalisa- tion de l'invention peuvent être déterminés à partir des35 revendications secondaires, des exemples et des dessins. D'une manière générale, le dispositif de maintien magnétique comprend un boîtier avec des patins ou pièces polaires séparément mobiles de la même polarité et une pièce polaire en forme de plongeur de polarité opposée qui est attirée, lors de la mise en contact du dispositif de maintien magnétique avec une surface magnétisable, vers l'objet par les forces magnétiques. Les pièces polai- res mobiles séparément, associées au plongeur polaire dé- plaçable,déterminent la force de fixation magnétique. Il est important pour l'invention que les pièces polaires mo- biles alimentées par les noyaux magnétiques soient agen- cées avec un espacement, de préférence vers l'extérieur, dans le boîtier et qu'elles aient la même polarité;qu'une pièce polaire en forme de plongeur, alimentée par les no- yaux magnétiques, soit agencée au voisinage des pièces polaires mutuellement espacées et ait la polarité opposée; que la pièce polaire en forme de plongeur soit déplaçable par rapport aux pièces polaires mobiles et aux aimants et qu'elle soit de préférence une partie de l'objet à fixer ou du capteur à contact et qu'elle porte optionnellement une plaque de contact magnétisable définie; qu'un boitier ou un cadre en matière non magnétisable tienne ou guide ainsi la pièce polaire déplaçable en forme de plongeur, les pièces polaires séparément mobiles et les noyaux ma- gnétiques de sorte que, après mise en contact du disposi- tif de fixation magnétique, les pièces polaires mobiles fassent saillie sur les côtés et viennent en contact avec la surface du corps plat ou courbe à toucher, la pièce po- laire en forme de plongeur de polarité opposée à celle des pièces polaires mobiles étant attirée vers ladite surface et un circuit magnétique étant fermé, les lignes de force s'étendant ainsi à partir des pièces polaires extérieures de polarité similaire, à travers la surface de fixation magnétisable du corps à contacter, jusqu'à la pièce polai- re unique en forme de plongeur de polarité différente. Un tel dispositif de maintien magnétique présen- te l'avantage que, lors du contact, les forces magnétiques ferment le circuit magnétique quasi-automatiquement au mo- yen de la pièce polaire en forme de plongeur déplaçable. Même lorsque la surface avec laquelle le dispositif est mis en contact varie, il n'est pas nécessaire d'ajuster ma- nuellement les pièces polaires. On obtient en même temps un dispositif de maintien magnétique stable et exempt de vibations, de façon inhérente. En outre, du fait de l'a- gencement des pôles et des noyaux magnétiques, les lignes de force à l'endroit de la pièce polaire en forme de plon- geur sont concentrées de sorte qu'on obtient une fixation par force magnétique particulièrement forte entre la pièce polaire à plongeur, qui est également de préférence un plongeur d'un détecteur,et la surface de l'objet. Puisque le plongeur polaire et de détection est toujours placé verticalement sur la surface de l'objet et grâce à la bonne liaison forcée entre la surface ma- gnétisable et le plongeur, le dispositif de maintien magné- tique conforme à l'invention convient particulièrement pour des détecteurs de vibrations. En outre, les auto- vibrations du dispositif de maintien, sur lui-même et sur la surface de contact, sont très petites, comparative- ment à des embouts de détection. Avec un dispositif de maintien magnétique conforme à l'invention, l'auto- vibration peut par exemple être augmentée au-dessus de à 25 kHz tandis que les dispositifs de maintien de l'art antérieur précités comportant des embouts de détec- tion et/ou des aimants à pot ou en fer à cheval présen- tent habituellement l'inconvénient d'une auto-vibration entre 3 et 5 kHz. Ces fréquences se trouvent dans ce cas dans la plage de vibrations des arbres et des paliers de rotation et elles empêchent l'évaluation du spectre de vibration, par exemple pour l'alignement et le réglage d'un équipement de machine tournante. Dans unmode préféré de réalisation, la pièce polaire en forme de plongeur est construite pour détec- ter des valeurs de vibration et/ou d'accélération. Tou- tefois, la pièce polaire ou le capteur à contact con- vient également pour détecter d'autres quantités mesurées, par exemple des températures. Les noyaux magnétiques sont de préférence des aimants permanents, bien que des électro-aimants soient bien entendu également appropriés. Les pièces polaires mobiles sont avantageusement en matière ferromagnétique. Cela s'applique également à la tige du plongeur polaire entre les noyaux magnétiques. La plaque de contact du plongeur polaire est également en matière magnétisable, de préférence ferromagnétique, afin d'obtenir une forte densité de champ magnétique à l'endroit de la surface de fixation et en particulier à l'endroit du plongeur déplaçable. Dans un mode préféré de réalisation, la tige de la pièce polaire en forme de plongeur est disposée entre deux noyaux magnétiques et les pièces polaires mobiles sont disposées aux extrémités polaires vers l'ex- térieur, à l'opposé de ladite tige. La tige de la pièce. polaire en forme de plongeur est sensiblement rectangulai- re ou carrée, ce qui procure, en combinaison avec des noyaux magnétiques sensiblement carrés ou cylindriques, une construction particulièrement compacte du dispositif de maintien. Il est également préférable que les pièces polaires mutuellement espacées soient en forme de plaque et que chacune soit montée de façon flottante et librement mobile sur un bossage. Le bossage peut être formé en une seule pièce avec le boîtier ou le cadre. Afin d'accroître la libre mobilité des pièces polaires extérieures dispo- sées vers l'extérieur, un jeu est prévu entre les pièces polaires mobiles disposées vers l'extérieur et le boîtier ou le cadre, de sorte que les pièces polaires en forme de plaque peuvent basculer légèrement lors du contact, si né- cessaire. Conformément à l'invention, le boîtier ou le ca- dre est en matière non magnétisable. Il est important, pour obtenir un dispositif de maintien stable et éviter l'auto-vibration, que la pièce polaire en forme de plon- geur soit guidée par ajustement étroit dans le dispositif de maintien. Ce guidage est effectué de façon très effi- cace directement par les noyaux magnétiques en butée, et si on le désire en combinaison avec des trous de guidage prévus dans le boîtier ou le cadre. L'invention n'est pas limitée à l'utilisation de deux noyaux magnétiques pour l'alimentation des pièces polaires. Conformément à l'invention, on peut prévoir une pluralité de noyaux magnétiques dansun agencement com- plexe, séparés si on le désire par une matière non ma- gnétisable ou par le boîtier et des parois de guidage, au- tour de la tige du plongeur polaire déplaçable. Les piè- ces polaires séparément mobiles se trouvent alors sur les extrémités polairesextérieures éloignées de ladite tige. Outre les dispositions qui précèdent, l'inven- tion comprend encore d'autres dispositions qui ressorti- ront de la description qui va suivre. L'invention sera mieux comprise à l'aide du complément de description qui va suivre, qui se réfère aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 représente schématiquement le dis- positif de maintien magnétique conforme à l'invention; et la figure 2 est une coupe du dispositif de maintien magnétique suivant la ligne A-A de la figure 1. Il doit être bien entendu, toutefois, que ces dessins et les parties descriptives correspondantes sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention, dont ils ne constituent en aucune manière une limitation. On se reporte maintenant à la figure 1. Le dispo- sitif de maintien magnétique 10 comprend deux pièces polai- r-es en forme de plaque 16,16' mutuellement espacées dans un boîtier 12, ces pièces polaires étant alimentées cha- cune par un aimant permanent 20,20' et ayant la même pola- rité. La polarité des aimants permanents et des pièces po- laires est indiquée par N et S pour pôle Nord et pôle Sud, à titre d'exemple. Bien entendu, on peut inverser les polarités. Une pièce polaire en forme de plongeur rectangu- laire 24 est placée entre les deux aimants permanents rec- tangulaires 20,20', le plongeur polaire étant déplaçable sensiblement parallèlement au boîtier 12, aux aimants 20, 20' et aux pièces polaires extérieures 16,16'. Lorsqu'on met le dispositif de maintien 10 en contact avec une sur- face magnétisable (non représentée), le plongeur polaire 24 est déplacé vers la surface de contact par des forces magnétiques, schématiquement représentées par des lignes de force 28. Si le plongeur 24 fait saillie trop loin vers l'avant, il est mécaniquement repoussé vers l'arrière par la surface de contact (comme illustré par la double flèche). Les pièces polaires 16,16' placées sur les côtés et le plongeur polaire central 24 font saillie à l'exté- rieur du boîtier 12. Lorsqu'on met le dispositif 10 en contact avec la surface de montage, seules ces pièces 16,16' et 24 touchent la surface de montage. Les aimants ,20' sont immobilisés dans le boîtier par la base 12a du boîtier. Les aimants 20,20' peuvent ainsi simultanément servir de guides pour le plongeur polaire central 24. De préférence, le plongeur polaire 24 porte une plaque de contact usuelle 22 en matière magnétisable. Les tiges du plongeur polaire 24 et des pièces ou patins polaires 16, 16' sont en matière ferromagnétique. Par contre, le boî- tier 12 est en matière non magnétisable, de préférence en acier VA, en aluminium ou en matière plastique. A son extrémité supérieure arrière, le plongeur polaire 24 por- te une connexion 26 pour un instrument de détection, tel qu'un détecteur de vibration. On se reporte maintenant aux figures 1 et 2. Les pièces polaires en forme de plaque 16,16' placées sur les côtés sont montées de façon librement mobile et avec un jeu 14 dans le boitier 12, sur un bossage 18. La figure 2 est une coupe suivant la ligne A-A de la fi- gure 1. Le trou 19 prévu dans la plaque polaire 16 est plus grand que le bossage 18. Ainsi, les plaques polaires peuvent s'incliner non seulement latéralement ou longitu- dinalement (voir la double flèche sur la figure 2), mais elles peuvent également un peu se déplacer vers la sur- face de montage. Lorsqu'on met en contact le dispositif de maintien magnétique avec une surface magnétisable, les pièces polaires 24,16,16' ayant la polarité illustrée, il en résulte la fermeture d'un circuit magnétique 28 qui s'étend à partir des pièces polaires extérieures 16, 16', à travers la surface de montage, jusqu'au plongeur cen- tral 24. On peut retirer le détecteur à contact de la surface de montage par traction, basculement ou glisse- ment. Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'in- vention ne se limite nullement à ceux de ses modes de réalisation et d'application qui viennent d'être décrits de façon plus explicite; elle en embrasse au contraire toutes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du tech- nicien en la matière sans s'écarter du cadre ni de la por- tée de la présente invention. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de maintien (10) pour fixer ma- gnétiquement un objet,en particulier un détecteur à con- tact, sur une surface magnétisable d'un corps plat ou courbe, tel qu'une canalisation ou un corps de palier, comprenant au moins deux pièces polaires séparément mobi- les qui sont alimentées par des noyaux magnétiques, caractérisé en ce que: les pièces polaires séparément mobiles (16,16') ont la même orientation de polarité et sont agencées à distance l'une de l'autre dans ledispositif de maintien (10); une pièce polaire en forme de plongeur (24) ayant une polarisation opposée, alimentée par des noyaux magnétiques (20,20'), est agencée au voisinage des pièces polaires mutuellement espacées (16,16') ayant toutes deux la même polarisation; la pièce polaire en forme de plongeur (24) est déplaçable par rapport aux autres pièces polaires (16,16') et aux aimants (20,20'), elle est de préférence une par- tie de l'objet à fixer sur la surface magnétisable, et elle porte éventuellement une plaque de contact magnéti- sable définie (22) pour le contact avec la surface de contact magnétisable; et un boîtier (12,12a) ou un cadre maintient ou guide la pièce polaire déplaçable en forme de plongeur (24), les pièces polaires séparément mobiles (16,16') et les noyaux magnétiques (20,20'), de sorte que, après la mise en contact du dispositif de maintien (10), les piè- ces polaires séparément mobiles (16,16') font saillie hors du dispositif de maintien et viennent en contact avec la surface magnétisable du corps plat ou courbe, la pièce po- laire en forme de plongeur (24) est déplacée par la force magnétique jusqu'à la surface du corps, et le circuit ma- gnétique (28) partant des pièces polaires séparément mo- biles (16,16') et traversant la surface du corps plat ou courbe jusqu'à la pièce polaire en forme de plongeur (24) est fermé. 2.- Dispositif de maintien magnétique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le détecteur à contact détecte des paramètres de vibration et/ou d'accé- lération, au moyen de la pièce polaire en forme de plon- geur (24). 3.- Dispositif de maintien magnétique suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les noyaux magnétiques (20,20') sont des aimants permanents et les pièces polaires (16,16',24) sont en matière ferromagnéti- que. 4.- Dispositif de maintien magnétique suivant une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la tige de la pièce polaire en forme de plongeur (24) est agencée entre deux noyaux magnétiques (20,20') et les pièces polaires séparément mobiles (16,16') sont agencées sur les extrémités polaires des noyaux magnéti- ques (20,20') se trouvant vers l'extérieur et à distance de ladite tige. 5.- Dispositif de maintien magnétique suivant la revendication 4, caractérisé en ce que la tige de la pièce polaire en forme de plongeur (24) est de configura- tion rectangulaire ou carrée, et les noyaux magnétiques (20,20') sont sensiblement parallélépipédiques ou cylin- driques et agissent à la fois sur la pièce polaire en forme de plongeur déplaçable (24) et sur les pièces polai- res mobiles en forme de plaque (16,16'). 6.- Dispositif de maintien magnétique suivant une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les pièces polaires en forme de plaque placées vers l'extérieur (16,16') sont respectivement montées de façon flottante sur un bossage (18). 7.- Dispositif de maintien magnétique suivant il une quelconque des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'un jeu (14) est prévu entre les pièces polaires mo- biles placées vers l'extérieur (16,16') et le boîtier (12, 12a) ou le cadre. 8.- Dispositif de maintien magnétique suivant une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que le boîtier (12,12a) ou le cadre est en matière non magnétisable, et les noyaux magnétiques (20,20') en com- binaison avec le boîtier (12,12a) constituent un guide pour la pièce polaire en forme de plongeur (24). 9.- Dispositif de maintien magnétique suivant une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'une pluralité de noyaux magnétiques (20,20') sont agencés autour de la tige d'une pièce polaire en forme de plongeur (24), si nécessaire séparés par une matière non magnétisable, et les pièces polaires séparément mobi- les (16,16') sont agencées aux extrémités polaires des noyaux magnétiques situées vers 1' extérieur et distan- tes de la tige. 10.-Utilisation d'un dispositif de maintien ma- gnétique suivant une quelconque des revendications 1 à 9, pour la fixation d'un détecteur à contact, en particulier un détecteur de vibration et/ou d'accélération, sur une surface de fixation magnétisable.