EP1776210B1 - Demi-pince aimantée multi-usage de fixation - Google Patents

Demi-pince aimantée multi-usage de fixation Download PDF

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EP1776210B1
EP1776210B1 EP05777172A EP05777172A EP1776210B1 EP 1776210 B1 EP1776210 B1 EP 1776210B1 EP 05777172 A EP05777172 A EP 05777172A EP 05777172 A EP05777172 A EP 05777172A EP 1776210 B1 EP1776210 B1 EP 1776210B1
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magnetic
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magnetized
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clamp
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Isitix Sarl
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B11/00—Work holders not covered by any preceding group in the subclass, e.g. magnetic work holders, vacuum work holders
    • B25B11/002—Magnetic work holders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25B—TOOLS OR BENCH DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR, FOR FASTENING, CONNECTING, DISENGAGING OR HOLDING
    • B25B5/00—Clamps
    • B25B5/06—Arrangements for positively actuating jaws

Definitions

  • the invention relates to a magnetic device for multiple use which we hereinafter call a magnetic half-clamp for immobilizing an object on a magnetic surface or constituting a clamp for grasping an object or exerting a clamping force, according to the preamble of claim 1,
  • Magnetic surface means the surface of an object which is subjected to a magnetic force under the effect of a dipole magnetic source.
  • objects made of ferro-magnetic materials are part of these objects which we call the magnetic surface surface, ie surface on which a magnet can be glued by magnetic attraction.
  • magnetic device a device comprising magnetic materials distributed or traversed by an electric current so as to create a magnetic field characterized by the appearance of North and South poles on at least one of the surfaces of the device. We call, subsequently, such a surface of the magnetic surface device.
  • the attachment of parts, sheets, fabrics or objects on a worktop is traditionally performed using fasteners integrated in the work plan.
  • the work plan must be arranged to receive them (opening, projection, grooves for fixing the fastening means to the work plan).
  • the attachment points are therefore integrated in the work plan. Their position is predefined and fixed except to implement complex rail devices or sliding systems to fix a room anywhere on the worktop. These devices are then complex to to implement, especially on large work plans.
  • fasteners based on permanent magnets are not widespread. It is limited to the use of low-intensity magnets (for example on "magnetic" boards) because of the difficulty of taking off or correctly positioning a magnet of greater intensity on a work surface.
  • the strong permanent magnets also cause stresses during their transport because of the permanence of the magnetic field and the attraction force resulting therefrom.
  • the present invention overcomes these disadvantages.
  • the invention relates to a device according to claim 1.
  • the device of the invention which we call a magnetized half-clamp, consists of a magnetized surface (1), a lever arm (2) and a pivot line ( 3) located between the magnetized surface and the lever arm.
  • the magnetic surface of the magnetic half-gripper is intended to be brought into full or partial contact with a work plane or a partially or totally magnetic object (4).
  • the magnetic attraction force creates a tightening torque around the pivot line (3).
  • the worktop is a surface that is not necessarily flat.
  • the magnetic half-clamp allows the immobilization of the workpiece (5) on the worktop or object (4), the workpiece being wedged between the magnetized half-clamp and the worktop or object ( figure 4 ) under the effect of the magnetic force.
  • the lever arm (2) allows easy detachment of the clamp from the surface by pivoting about the pivot line (3) of the clamp ( figure 2 ).
  • the pivot line (3) is, at any time, the axis of rotation of the device passing through the contact point or points between the magnetized surface and the work plane.
  • the magnetized surface (1) has a line that we will call the pole separation line (6), this line being approximately the perpendicular to the magnetized surface of the barycentre of the South poles and the North poles magnetization of the surface. There is such a large South Pole "force" on one side of the pole separation line that we will find a "North Pole” force on the other side of the line, the two centers of the North Poles and South being of equal weight on the magnetized surface (1).
  • the shape of the lever arm (2) is chosen to allow the user to exert a force substantially orthogonal to the magnetized surface or a torque relative to the pivot line (3) of the magnetized half-gripper.
  • This arrangement prevents slipping of the magnetized half-clamp on the work surface when an operator exerts an action on the lever arm.
  • the shape can be adapted according to the coefficient of friction between the work plane and the magnetic half-clamp.
  • the angle formed by the lever arm and the magnetized surface whose vertex is the pivot line (9) may have a value greater than 145 °. This particular configuration is represented on the figure 2 .
  • the line of separation of the poles (6) ( Figure 3 ) is perpendicular or near perpendicular to the pivot line (3), which may itself be aligned or approximately aligned with the maximum lever arm (14), ie the segment of the orthogonal lever arm at the pivot axis passing through the point of the magnetized half-gripper at the greatest distance from the pivot axis.
  • This configuration makes it possible to have a continuous attraction force between the magnetized surface and the work surface as the opening angle (7) between the magnetized half-clamp and the working plane increases. It further avoids that the magnetic half-clamp slides on the worktop when it opens, the pivot line remaining in contact with the worktop.
  • the pole separation line (6) can constitute approximately an axis of symmetry of the geometry of the magnetized surface (1), the magnetic fields passing through two symmetrical surface elements with respect to each other. to the polar separation line being opposed with consequently a form of antisymmetric distribution of the North and South poles on either side of the line of separation of the poles.
  • This arrangement then also makes it possible to constitute a magnetized clamp by assembling two identical or different magnetized half-clips ( figure 9 ).
  • the symmetry of the device allows in this configuration an automatic centering of the two half-clips relative to each other, the separation lines of the poles of the two half-clips being approximately merged when the clamp is closed.
  • the pivot line is then the opening axis of the clamp.
  • This arrangement also facilitates the transport of magnetic half-clips, the half-clips being transported in pairs, glued against each other.
  • the magnetized half-clamp may comprise a claw elastic (8) for fixing thick parts while maintaining a high clamping force.
  • the elasticity of the elastic claw (8) is adapted to the attraction force developed by the magnetized surface (1), the lever arm (2) and the thickness range for which the device operates.
  • the device according to the invention is particularly intended for fixing objects on a work plane, in particular a large worktop, or on a magnetic board.

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Description

    Domaine technique
  • L'invention concerne un dispositif aimanté à usage multiple que nous appelons ci-après une demi-pince aimantée permettant d'immobiliser un objet sur une surface magnétique ou de constituer une pince permettant de saisir un objet ou d'exercer une force de serrage, selon le préambule de la revendication 1 ,
  • Un tel dispositif est connu du document US 2 693 370 .
  • Par surface magnétique, on entend la surface d'un objet qui est soumis à une force magnétique sous l'effet d'une source magnétique dipolaire.
  • En particulier, les objets constitués de matériaux ferro-magnétiques font partie de ces objets dont nous qualifierons la surface de surface magnétique, c'est à dire de surface sur laquelle peut se coller un aimant par attraction magnétique.
  • Par dispositif aimanté, on entend un dispositif comportant des matériaux magnétiques distribués ou parcourus par un courant électrique de manière à créer un champ magnétique caractérisé par l'apparition de pôles Nord et Sud sur au moins une des surfaces du dispositif. Nous appelons, par la suite, une telle surface du dispositif surface aimantée.
    • Technique antérieure
  • La fixation de pièces, feuilles, tissus ou objets sur un plan de travail est traditionnellement réalisée à l'aide de moyens de fixation intégrés au plan de travail. Le plan de travail doit être aménagé pour les recevoir (ouverture, saillie, rainures permettant de fixer le moyen de fixation au plan de travail).
  • Les points de fixation sont donc intégrés dans le plan de travail. Leur position est prédéfinie et fixe sauf à mettre en place des dispositifs complexes de rail ou de systèmes coulissants permettant de fixer une pièce n'importe où sur le plan de travail. Ces dispositifs sont alors complexes à mettre en oeuvre, en particulier sur des plans de travail de grande dimension.
  • L'utilisation de dispositifs de fixation à base d'aimants permanents est peu répandue. Elle est limitée à l'utilisation d'aimants de faible intensité (par exemple sur des tableaux « magnétiques ») du fait de la difficulté à décoller ou à positionner correctement un aimant d'intensité plus importante sur un plan de travail.
  • Les aimants permanents puissants entraînent de plus des contraintes lors de leur transport à cause de la permanence du champ magnétique et de la force d'attraction en découlant.
  • La plupart des dispositifs existants immobilisent l'objet entre une surface aimantée et une surface magnétique, c'est le cas du dispositif décrit dans le brevet US n° 6,302,363 B1 publié le 16 octobre 2001 , du dispositif décrit dans le brevet US n° 2,693,370 A publié le 2 novembre 1954 ou du dispositif décrit dans le brevet EP 1 502 767 A publié le 2 février 2005 . Les dispositifs décrits dans les brevets US 4,971,278 A publié le 20 novembre 1990 et DE 101 48 028 A1 publié le 8 mai 2003 , comportent également une partie aimantée mais c'est une partie non aimantée qui permet de fixer l'objet à un support magnétique. Ils ont l'inconvénient de ne permettre la fixation que d'objets de faible épaisseur.
    • Exposé de l'invention
  • La présente invention permet de remédier à ces inconvénients.
  • Elle permet de s'affranchir des difficultés associées aux aimants permanents en constituant un ensemble facilement décollable, manipulable et transportable tout en autorisant des forces d'attraction importantes.
  • Elle constitue de plus un dispositif polyvalent pouvant se transformer en une pince serrante en mettant face à face deux éléments identiques ou non, les deux mors de la pince n'étant solidarisés par aucun dispositif mécanique, leur centrage et leur pivotement étant réalisés par une répartition ingénieuse des masses magnétiques. A cet effet, l'invention concerne un dispositif selon la revendication 1.
    • Description sommaire des dessins
  • Les dessins annexés illustrent l'invention:
    • Surface aimantée (1)
    • Bras de levier (2)
    • Ligne de pivotement (3)
    • Plan de travail (4)
    • Pièce (5)
    • Ligne de séparation des pôles (6)
    • Angle d'ouverture (7)
    • Griffe (8)
    • Angle formé par le bras de levier et la surface aimantée dont le sommet est la ligne de pivotement (9)
    • Gorge (10)
    • Pôle magnétique Nord (11)
    • Pôle magnétique Sud (12)
    • Axe (13)
    • Bras de levier maximum (14)
    Meilleure manière de réaliser l'invention
  • Dans son mode de réalisation le plus simple, représenté figure 1 de profil et figure 3 en vue de dessous, le dispositif objet de l'invention, que nous appelons une demi-pince aimantée, est constitué d'une surface aimantée (1), d'un bras de levier (2) et d'une ligne de pivotement (3) située entre la surface aimantée et le bras de levier.
  • La surface aimantée de la demi-pince aimantée est destinée à être mise en contact total ou partiel avec un plan de travail ou un objet partiellement ou totalement magnétique(4).
  • La force d'attraction magnétique crée un couple de serrage autour de la ligne de pivotement (3).
  • Le plan de travail est une surface qui n'est pas nécessairement plane.
  • La demi-pince aimantée permet l'immobilisation de la pièce (5) sur le plan de travail ou l'objet (4), la pièce étant coincée entre la demi-pince aimantée et le plan de travail ou l'objet (figure 4) sous l'effet de la force magnétique.
  • Le bras de levier (2) permet le décollement aisé de la pince de la surface par pivotement autour de la ligne de pivotement (3) de la pince (figure 2).
  • La ligne de pivotement (3) est, à tout instant, l'axe de rotation du dispositif passant par le ou les points de contact entre la surface aimantée et le plan de travail.
  • La surface aimantée (1) comporte une ligne que nous appellerons ligne de séparation des pôles (6), cette ligne étant approximativement la médiatrice par rapport à la surface aimantée du barycentre des pôles Sud et des pôles Nord de magnétisation de la surface. On trouve une aussi grande « force » de pôle Sud d'un côté de la ligne de séparation des pôles que l'on trouvera une « force » de pôle Nord de l'autre côté de la ligne, les deux barycentres des pôles Nord et Sud étant de même poids sur la surface aimantée (1).
  • La forme du bras de levier (2) est choisie de manière à permettre à l'utilisateur d'exercer une force sensiblement orthogonale à la surface aimantée ou un couple par rapport à la ligne de pivotement (3) de la demi-pince aimantée.
  • Cette disposition évite le glissement de la demi-pince aimantée sur le plan de travail lorsqu'un opérateur exerce une action sur le bras de levier. La forme peut être adaptée en fonction du coefficient de frottement entre le plan de travail et la demi-pince aimantée.
  • Selon un mode particulier de réalisation, l'angle formé par le bras de levier et la surface aimantée dont le sommet est la ligne de pivotement (9) peut avoir une valeur supérieure à 145°. Cette configuration particulière est représentée sur la figure 2.
  • Selon l'invention, la ligne de séparation des pôles (6) (Figure 3) est perpendiculaire ou proche de la perpendicularité à la ligne de pivotement (3), qui peut elle-même être alignée ou approximativement alignée avec le bras de levier maximum (14), c'est à dire le segment du bras de levier orthogonal à l'axe de pivotement passant par le point de la demi-pince aimantée à la plus grande distance de l'axe de pivotement.
  • Cette configuration permet de disposer d'une force d'attraction continue entre la surface aimantée et le plan de travail à mesure que l'angle d'ouverture (7) entre la demi-pince aimantée et le plan de travail augmente. Elle évite de plus que la demi-pince aimantée ne glisse sur le plan de travail lors de son ouverture, la ligne de pivotement restant au contact du plan de travail.
  • Selon un mode particulier de réalisation, la ligne de pivotement (3) peut être une ligne droite. Cette configuration permet de positionner la demi-pince magnétique sur le plan de travail, puis de l'ouvrir ensuite pour glisser un objet entre la demi-pince magnétique et le plan de travail qui vient se caler contre la ligne de pivotement (3).
    Selon les modes particuliers de réalisation adoptés :
    • la ligne de pivotement (3) peut être matérialisée par une arrête de la demi-pince magnétique, en particulier si cette ligne de pivotement est utilisée pour positionner des objets coincés sous la demi-pince magnétique
    • la ligne de pivotement peut présenter une section courbe, cette section courbe pouvant comporter des dispositifs, roulettes, billes, ou autres sur son bord extérieur, facilitant le déplacement de la demi-pince une fois celle-ci ouverte sur le plan de travail
    • la ligne de pivotement peut présenter une gorge (10) permettant de caler la demi-pince aimantée sur le plan de travail ou l'objet ou de caler deux demi-pinces aimantées entre elles en introduisant un axe (13) dans la gorge (figures 20 à 25, vue de profil)
  • Selon un mode particulier de réalisation (figures 14, 16, 18 et 19, vue de dessous de la surface aimantée du dispositif), la ligne de séparation des pôles (6) peut constituer approximativement un axe de symétrie de la géométrie de la surface aimantée (1), les champs magnétiques traversant deux éléments de surface symétriques par rapport à la ligne de séparation des pôles étant opposés avec en conséquence une forme de répartition antisymétrique des pôles Nord et Sud de part et d'autre de la ligne de séparation des pôles.
  • Cette disposition permet alors également de constituer une pince aimantée en rassemblant deux demi-pinces aimantées identiques ou non (figure 9). La symétrie du dispositif permet dans cette configuration un centrage automatique des deux demi-pinces l'une par rapport à l'autre, les lignes de séparation des pôles des deux demi-pinces étant approximativement confondues lorsque la pince est fermée. La ligne de pivotement est alors l'axe d'ouverture de la pince.
  • Les correspondances entre pôles Sud et pôles Nord lorsque deux demi-pinces sont assemblées selon ce mode particulier sont représentées dans deux configurations particulières sur les figures 15 et 17 en vue de dessous. Les figures 18 et 19 présentent deux autres exemples de répartitions des pôles possibles également en vue de dessous.
  • Cette disposition facilite également le transport des demi-pinces aimantées, les demi-pinces étant transportées par paire, collées l'une contre l'autre.
  • Selon un mode particulier de réalisation (figures 5, 6, 7 et 8), la demi-pince aimantée peut comporter une griffe élastique (8) permettant de fixer des pièces épaisses en conservant une force de serrage élevée. L'élasticité de la griffe élastique (8) est adaptée à la force d'attraction développée par la surface aimantée (1), au bras de levier (2) et à la gamme d'épaisseurs pour laquelle le dispositif fonctionne.
  • Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à la fixation d'objets sur un plan de travail, en particulier plan de travail de grande dimension, ou sur un tableau magnétique.

Claims (5)

  1. Dispositif de fixation ou d'immobilisation magnétique constitué d'une demi-pince aimantée comportant une partie aimantée permanente ou non créant un flux magnétique dipolaire ou multipolaire sur au moins une des surfaces du dispositif, surface que nous appelons surface aimantée (1), un bras de levier (2) et une ligne de pivotement (3) comprise entre le bras de levier (2) et la surface aimantée (1) caractérisé en ce que la ligne de séparation des pôles (6) définie comme la médiatrice des barycentres des pôles Nord et Sud de la surface aimantée est grossièrement la ligne de plus grand bras de levier (2) de la pièce et est également perpendiculaire ou quasi perpendiculaire à la ligne de pivotement (3) du dispositif par rapport à la surface aimantée (1).
  2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la ligne de séparation des pôles (6) est également approximativement l'axe de symétrie géométrique de la surface aimantée (1).
  3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la distribution magnétique sur la surface magnétique est parfaitement ou approximativement antisymétrique par rapport à l'axe de séparation des pôles (6), c'est à dire que les flux magnétiques sortant de la surface en deux zones symétriques par rapport à l'axe (6) sont de même intensité et opposés.
  4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la ligne de pivotement (3) parcourt une surface courbe comportant sur sa partie extérieure à la surface aimantée (1) des éléments facilitant le glissement du dispositif sur une surface de contact, telle que billes, roulettes, ou autre.
  5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la ligne de pivotement (3) comporte une gorge (12).
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