Brevet FR2008073A1 — publié le 19700116

-1- 2008073 Un inconvénient des électro-aimants de forte puissance du type à solénoïde réside dans l'accroissement "brusque de la force magnétique à mesure que l'entrefer entre le pôle fixe et le plongeur magnétique se ferme. Cette augmentation de force n'est 5 pas nécessaire et produit une charge d'impact au moment de la fermeture de l'aimant. Les fortes charges d'impact peuvent avoir des effets préjudiciables sur la structure de l'aimant et l'appareil associé. La présente invention a pour objet de réaliser un électro-10 aimant qui amortit le choc en fin de course. Elle a aussi pour objet de diminuer le temps de déclenchement de 1'électro-aimant. D'autres objets de l'invention apparaîtront au cours de l'exposé qui va suivre, ou se présenteront d'eux-mêmes à l'es-15 prit des teçhnicienô. Selon l'une des formes de réalisation de l'invention, l'é-lectro-aimant est pourvu d'un pôle/cf^'c'tioc en plus d'un pôle relativement fixe et d'un plongeur magnétique. Lorsque la bobine magnétique est excitée, le plongeur remonte en direction du pô-20 le fixe et entre en contact avec le pôle de choc avant de terminer sa course. Le pôle de choc ainsi soulevé crée un entrefer entre lui-même et le pôle fixe, à mesure de la fermeture de , l'entrefer entre le pôle fixe et le plongeur,: ralentissant ainsi ce dernier avant son entrée en contact avec le pôle fixe. 25 Les caractéristiques et objets de l'invention ressortiront mieux de la description détaillée qui va suivre en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - les figures 1A et 1B, prises bout-à-bout, constituent une vue, partie en élévation, partie en coupe, d'un appareil à 30 mouvement linéaire à commande magnétique, réalisé selon les . principales caractéristiques de l'invention; et - la figure 2 est un graphique illustrant le principe de fonctionnement de l'invention. Les dessins illustrent la manière d'appliquer la présente 55 invention à un appareil à mouvement linéaire du type décrit fia tir le brevet E.U.A. 3 158 766, de E. Frish, en date du 24 Novembre 1964, et concédé à la Société Demanderesse. Le susdit appareil est du type à mâchoires, utilisant trois bobines de 69 14741 -2- 2008073 solénoïdes pour produire le déplacement linéaire incrémental d'un élément linéairement mobile. Deux de ce^ bobines sont utilisées pour assurer, sous excitation, 1 'enclenchement des deux ensembles dé mâchoires de l'appareil à mQuvement .linéaire. le '5 troisième bobine soulève, ou abaisse, selon, le^cas-,. JL'élément ' linéairement" mobile. Selon là description du susdit brevet, les mâchoires de cet appareil peuvent prendre trois positions par, rapport à l'élément linéaire qu'elles déplacent. L'une de ces positions relatives 10 est appelée position "déclenchée"j à laquelle la mâchoire ne peut s'engager dans les dents de l'élément à mouvement linéaire. Une secondé position relative est appelée position "enclenchée" à laquelle la mâchoire est engagée dans l'élément mobile e.t- supporte la charge ou poids de ce dernier. La troisième position rela-15 tive est appelée position "couplée" à laquelle la mâchoire se situe dans sa position d'engagement par rapport à l'élément mobile, mais ne supporte pas la charge créée par celui-ci. En d'autres termes, un jeu existe entre les dents de l'élément linéairement mobile et l'extrémité de la mâchoire. 20 Ainsi que le montrent les figures 1A et 1B, l'appareil à mouvement linéaire est pourvu d'un logement tubulaire extérieur 10 constitué de matière magnétique d'une épaisseur capable de supporter des pressions internes relativement fortes. 0e logement est pourvu d'un certain nombre de soudures encastrées 12 dispo-55 sées entre les parties axiales adjacentes de celui-ci et constituées d'une matière non magnétique. Ces soudures encastrées 12 ont pour fonction de couper le parcours de shunt âge magnétique qui existerait le long du logement 10 dans le sens axial s'il était entièrement constitué de matière magnétique. 30 : j Le logement 10 est pourvu d'un certain nombre de bobines an-, nulaires de solénoïdes 14- montées axialement espacées à sa surface extérieure, en des positions respectivement juxtaposées aux soudures encastrées 12 non magnétiques. Dans ,1a présente construction, trois .bobines de solénoïdes 14 sont disposées sur le 35 logement 10 afin de constituer les solénoïcies 16, 18' et 20 de l'appareil à mouvement linéaire. Ces bobines 14 sont pourvues chactine d'un dispositif de support comprenant des parties magnétiques annulaires 22, 24 et 26, constituant une partie du par 69 14741 2008073 cours du flux créé par chacune des bobines 14. Les couronnes 22 et 26 sont montées respectivement au-dessus et au-dessous de chaque bobine 14 et sont formées de matière magnétique. De même la couronne 24 est constituée de matière magnétique et est dis-5 posée à l'extérieur de la bobine 14, juxtaposée à celle-ci, et réunit les bords extérieurs des couronnes adjacentes 22 et 26. Les solénoïdes 16, 18 et 20 sont formés de manière à être glissés sur la surface extérieure du logement 10 et fixés en des positions juxtaposées aux soudures encastrées non magnétiques 12 10 du. logement 10, au moyen d'un certain nombre d'entretoises. L'extrémité inférieure du logement 10 est pourvue d'un rebord extérieur 28 dont la surface extérieure est pourvue d'un filetage 30 disposé de manière à recevoir une pièce inférieure 32 de logement. Cette pièce inférieure 32 est vissée sur le re-15 bord Inférieur 28 et son extrémité inférieure (non représentée) a la forme désirée pour être fixée de manière étanche convenable à une installation sous pression utilisant l'appareil à mouvement linéaire. Ce logement inférieur 32 est pourvu d'un auvent annulaire 34 s'étendant à proximité immédiate d'une partie du re-20 bord 28 dans le but de permettre à une soudure annulaire d'étan-chéité 36, située entre l'auvent 34 et le rebord 28, de fixer hermétiquement le logement 10 au logement inférieur 32. Les solénoïdes 16, 18, 20, sont maintenus fixes par rapport aux soudures encastrées non magnétiques 12 au moyen de manchons 25 d'écartement 38 , 40 et 42. Le manchon 38 est disposé entre le rebord 28 et la surface inférieure de la couronne 26 du solénoïde 20. Le manchon 40 est disposé entre les couronnes 22 et 26 des solénoïdes 20 et 18, respectivement. De même, le manchon 42 est disposé entre les couronnes 22 et 26 des solénoïdes 18 et 16, 30 respectivement. Un manchon entre toise 56 supplémentaire peut être monté de manière similaire sur la couronne 22 du solénoïde supérieur 16 dans le but d'assurer la fixation de ce dernier. L'extrémité supérieure de 1'entretoise 56 peut être fixée à une couronne convenable, telle qu'une bague de fixation (non représentée) 35 qui peut se visser sur la périphérie extérieure du logement 10, et s'engager sur l'entretoise 56 afin d'empêcher le mouvement re-, latif des solénoïdes 16, 18, 20 par rapport au logement 10. Cet agencement permet un montage facile des oolénoïdes sur l'appareil ! I 69 14741 -4- 2008073 à mouvement linéaire, simplement en les faisant glisser par le haut du logement 10 aux positions représentées aux dessins; il en permet également un démontage facile en vue de la vérification du logement 10, si on le désire. L'extrémité supérieure du 5 logement 10 est de préférence fermée par un couvercle (non représenté) qui peut lui être fixé par tous moyens convenables, par exemple par soudure, afin d'en assurer 1'étanchéité. L'intérieur du logement 10 est construit de manière à recevoir une paire d'ensembles de mâchoires 58 et 60, montés 10 pour se déplacer à l'intérieur du logement par rapport à un élément denté ou vis mère 62 linéairement mobile. L'excitation des bobines des solénoïdes 16, 18 et 20, selon une séquence déterminée, fait mouvoir les ensembles de mâchoires 58, 60, indépendamment l'un de l'autre, aux positions enclenchées, couplées, 15 et déclenchées, par rapport à la vis mère 62, selon la description qui va suivre. Ses supports mobiles de mâchoires, faisant partie des ensembles -58 et 60, respectivement, se déplacent par rapport à l'intérieur du logement 10, et entre les butées fixes 64, 66 et 68. Oes butées 64, 66, 68 sont fixées en place par 20 rapport au logement 10 au moyen de manchons d'écartement 70 et 72. Pour mieux assurer cette fixation, la butée inférieure 68 est serrée contre tin épaulement 69 du logement 10 par une bague de fixation 7*1* Cette bague 71 est vissée à l'intérieur du loge-25 ment 10, adjacente au rebord 28, au moyen d'un filetage complémentaire 74. Le manchon inférieur 70 d'écartement est fixé à son extrémité inférieure à la butée inférieure 68 au moyen d'un filetage complémentaire 76. La butée intermédiaire 66 est vissée à l'extrémité supérieure du manchon inférieur 70 d'écarte-30 ment, au moyen d'un filetage complémentaire 78. On fixe en place la butée supérieure 64 en vissant le manchon supérieur 72 d*-écartement à la butée intermédiaire en 80 et à la butée supérieure 64 en 82. La butée supérieure 64 et la butée intermédiaire 66 font partie du circuit magnétique des solénoïdes 16 35 et 18, respectivement, et par suite doivent être constituées de matière magnétique. La butée inférieure 68 et les manchons 70, 72, d'écartement ne font pas partie du circuit magnétique de 1 ' :appareil à mouvement linéaire et peuvent être construits en 69 14741 -5- 2008073 10 matière non magnétique. Chacune des butées 64, 66, 68, de forme annulaire, entoure la vis mère 62, ce qui permet leur fixation au manchon d'écartement correspondant 70 et 72. Selon la description du susdit:brevet, l'ensemble inférieur 60 de mâchoire est pourvu de trois bras de préhension 84 circonférentiellement espacés, de préférence constitués d'une matière résistant à la corrosion. Chaque bras 84 est pourvu, à son extrémité inférieure, d'une pointe dirigée intérieurement 86, de la dimension voulue, pour s'adapter intimement entre les dents espacées 88 de la vis 62. Les pointes 86 sont de préférence constituées d'une matière extrêmement dure, telle que la Stellite, afin de leur assurer une longue durée de fonctionnement.- La pointe 86 de chaque bras de mâchoire 84 a la dimension et la forme voulues pour assurer un léger espace lorsqu'elle ^5 occupe la position "couplée" dans la gorge formée entre chaque paire de dents adjacentes 88. Chacun des bras 83 est articulé en deux endroits distincts, au moyen des chevilles de pivotement 90 et 92. Un tube mobile 94 de support de mâchoire, situé au-dessus des bras 84, est pourvu de trois découpures axiales circonférentiellement espacées 96, de même étendue que les bras 84 qu'elles sont destinées à recevoir. La cheville de pivotement 90 est reçue dans des rebords des côtés opposés de la découpure 96 du tube de support 94. De la sorte, les bras de mâchoire ,34 sont articulés par rapport au tube de support 94-» l'axe de ce mouvement de pivotement étant constitué par la cheville 90. Ce mouvement de pivotement des bras 84 permet le mouvement des pointes 86 à travers les ouvertures 89 du tube d'écartement 70 en direction de la vis 62» L'extrémité inférieure de chacun des bras 84 est pourvue d'une fente 100 des-30 tinée à recevoir une extrémité d'une biellette d'accouplement 102. Cette extrémité de la^>iellette 102 est pourvue d'un orifice destiné à recevoir une cheville de pivotement 92 pour en permettre le mouvement de pivotement sur l'axe formé par cette cheville. Un tube ou pôle magnétique mobile 104 de commande de 35 mâchoire, dé forme annulaire, est disposé entre la surface interne du logement 10 et la surface extérieure du tube de support 94. L'extrémité inférieure du tube 104 de support de commande de mâchoire est pourvue d'une gorge intérieure 106 20 69 14741 -6— 2008073 qui reçoit l'extrémité adjacente de la biellette 102. Cette extrémité de la biellette.102 est pourvue d'un orifice disposé en alignement avec des orifices opposés formés dans des parties du pôle 104, adjacents à la gorge 106. Une cheville de pivote-5 ment 108, disposée dans ces orifices en alignement, passe à travers la "biellette 102. Le mouvement d'engagement et de dégagement des bras 84 par rapport à la vis mère 62 est communiqué aux bras par le mouvement du pôle magnétique 104 de commande de mâchoire par rapport 10 au tube de support 94. Par exemple, le mouvement de descente du pôle 104 par rapport au tube 94 fait pivoter la biellette 102 par rapport à ses deux axes de pivotement. Le mouvement de descente de la cheville de pivotement 108 a donc pour effet de faire mouvoir la cheville de pivotement 92 en direction du pôle 15 104 de commande de mâchoire. Ce mouvement de la cheville 92 fait pivoter le bras 84 sur la chenille 90, en dégageant ainsi la pointe 86 de ce bras des dents de la vis mère 62. La mâchoire supérieure 58 (figure 1A) est représentée dans cette dernière position. 20 En ce qui concerne l'agencement de mâchoire supérieure 58, on remarquera que la mâchoire est formée essentiellement de la même manière que les bras de la mâchoire inférieure 60. De façon fondamentale, les seules différences entre les agencements supérieur et inférieur de mâchoire résident dans la formation 25 d'un tube supérieur 110 de support de mâchoire, et la formation d'un pôle magnétique ou support 112 de commande de l'agencement supérieur 58. A ces exceptions près, la construction et le fonctionnement de l'agencement supérieur 58 de mâchoire sont identiques à ceux de l'agencement 60 de mâchoire inférieure. 30 Le solénoïde supérieur 16 est construit de manière à assu rer au flux qu'il crée un parcours de forme générale toroïdale. Ce parcours toroïdal de flux magnétique est illustré au moyen des flèches 114 qui passent dans le manchon 24, la ccnïronne 22, le logement 10, le pôle mobile de choc 115» la butée ou pôle 35 fixe 64, le pôle magnétique ou plongeur 112 de commande de mâchoire, le logement 10,. la. couronne inférieure 26 et retour au manchon 24. Le parcours de flux indiqué par les flèches 114 est obligé de passer dans le pôle de choc 115» le pôle fixe 64 et 69 14741 -7- 2008073 le plongeur 112, par la soudure encastrée non magnétique 12 juxtaposée à la bobine de solénoïde 14. La fonction du pôle de choc 115 sera décrite plus loin.. La figure 1A représente le solénoïde 16 avec sa bobine non 5 excitée. Ce solénoïde 16 est pourvu de trois pôles dont deux sont mobiles et un fixe. Le pôle fixe est constituée par la butée annulaire 64. L'un des pôles mobiles, disposé au-dessous du pôle fixe 64, est constitué par le pôle ou plongeur 112 de commande de mâchoire. L'autre pôle mobile, disposé au-dessus du 10 pôle fixe, est le pôle de choc 115» Une rondelle non magnétique 116, relativement mince, en matière résistant à l'usure, est disposée sur le dessus du plongeur 112 et est destinée à s'engager sur la surface inférieure du pôle fixe 64. La rondelle ama-gnétique 116 a pour fonction de réduire le temps d'amortissement 15 du flux magnétique dans l'entrefer 118 au moment de la coupure d'excitation de la bobine 16, afin d'accélérer ainsi le mouvement du pôle magnétique ou plongeur 112. Afin de réduire l'impact de fermeture du plongeur 112, un prolongement annulaire 117, constitué de matière magnétique, est 20 réuni au plongeur 112 par une bague 119 composée de matière non magnétique. Cette bague non magnétique a pour fonction d'obliger le flux à tourner radialement dans le pôle 64. Ainsi que représenté par le trait interrompu, une certaine partie du flux passe du pôle de choc 115 au prolongement 117 de pôle de levage, '25 puis tourne radialement dans le pôle 64. Le reste du flux passe directement du pôle 115 dans le pôle 64. La totalité du flux traverse l'entrefer 118. Le bord supérieur du prolongement 117 est espacé du pôle de choc 115 d'une distance inférieure à l'entrefer 118. Le flux créé une force magnétique axiale entre le 30 prolongement 117 de pôle de levage et le pôle 115; entre les pôles 115 et 64; et entre les pôles 112 et 64. Les forces entre le prolongement 117 et le pôle 115, ainsi que celles entre les pôles 64 et 112 s'ajoutent et constituent la force F . Cette force J? soulève le pôle 112. Lorsque le prolongement 117 du 35 pôle de levage entre en contact avec le pôle de choc 115, la force magnétique (3?) entre les pôles 115 et 64 diminue la for-ce résultante appliquée au pôle de levage 112. Par suite, au cours du fonctionnement de fermeture de 1*électro-aimant, quand 14741 -8- 2008073 la bobine 14 est excitée, la force magnétique E relève le plongeur 112. En remontant d'une partie de sa distance de course, le plongeur entre en contact avec lepôle de choc 115 par l'intermédiaire de son prolongement 117. La force vice du plongeur 112 et la force magnétique 3? relève le pôle de choc jusqu'à ce que le plongeur entre en contact avec le pôle fixe 64 par l'intermédiaire de la rondelle 116. En se relevant, le pôle de choc 115 crée un entrefer entre lui-même et le pôle fixe 64. La force magnétique ï , agissant sur le pôle de choc 115» ralentit le plongeur 112 à une faible vitesse avant son entrée en contact avec le pôle fixe, diminuant ainsi l'impact. La force F s'oppose à la force I* de sorte que la résultante de force agis- Jr sant sur le plongeur ne se développe pas pour produire une forte charge d'impact. Le choc est encore réduit au moyen de la rondelle Belleville ou ressort 121 disposé sur le dessus du pôle de choc 115 pour s'engager sur une bague d'arrêt fixe 123 vissée dans l'extrémité supérieure du manchon d'écartement 72. Les espacements entre les éléments de 1'électro-aimant sont ceux voulus pour assurer une fermeture complète de l'entrefer 118 lorsque la bobine 14 est excitée.. On peut régler l'amortissement et le temps de dégagement en modifiant les superficies du prolongement 117, du pôle de levage 112, et du pôle de choc 115» ainsi que l'épaisseur de la cale 116. On peut réaliser un autre réglage en choississant divers entrefers magnétiques entre le prolongement 117 et le pôle 115* Un ressort 120, disposé en compression entre les surfaces opposées de la butée supérieure 64 et le pôle magnétique 112 de commande de mâchoire,s'oppose à la fermeture de l'entrefer 118. Toutefois le ressort 120 a la dimension voulue pour accroître au maximum l'entrefer 118 seulement lorsque le solénoïde 16 n'est pas excité. La force magnétique créés par le solénoïde 16 entre les pôles 64 et 112 a la valeur voulue pour vaincre la force du ressort 120. Une bague 122, fixée à la surface interne du manchon d'écartement 72, porte contre un épaulement 124 formé sur ce dernier. Un dispositif élastique, tel qu'un ressort 126, est disposé entre cette bague 122 et l'extrémité supérieure du tube 110 de support de manchon. Le ressort 126 est de préférence 69 14741 -9- 2008073 maintenu sous compression et s'oppose au mouvement de montée du tube 110 en direction de la bague 122. Par suite, sous l'excitation du solénoïde 16, l'entrefer 118 commence à se former. Etant donné que la butée supérieure 64 est fixe, la fermeture 5 de l'entrefer 118 s'effectue uniquement par le mouvement ascendant du pôle 112 de commande de mâchoire, en direction de la butée 64. Le pôle 112 de commande de mâchoire est pourvu d'une bague inférieure 128 qui lui est vissée en 130 et qui est formée de 10 mani ère à recevoir une cheville de pivotement 132 sur laquelle est montée une biellette d'accouplement 134-. Cette biellette 134 pivote sur la cheville 132. Elle est également articulée à un bras 136 de l'agencement de mâchoire supérieure 58 de manière similaire à celle décrite en référence à l'agencement 60 de mâ-15 choire inférieure. Le bras 136 de mâchoire est monté pivotant sur le tube 110 de support de mâchoire au moyen d'une cheville de pivotement 138 dont les fonctions sont similaires à celles de la cheville de pivotement 90 de l'agencement 60 de mâchoire inférieure. 20 Au cours de la fermeture de l'entrefer 118, la cheville de pivotement 132 remonte pratiquement en alignement avec la cheville 135 en faisant ainsi pivoter le bras 136 de mâchoire sur la chevillé de pivotement 138 de façon que sa pointe 140 en Stellite passe à travers une ouverture 141 formée dans le tube 25 d'écartement 72 pour prendre une position située entre les dents adjacentes 88 de la vis mère 62. Au cours de cette partie de la fermeture de l'entrefer 118, seul ce mouvement que l'on vient de décrire s'accomplit, car le tube 110 de support de mâchoire est empêché, par le ressort 126, d'effectuer un mouve-30 ment remontant correspondant. On remarquera, toutefois, que l'extrémité inférieure de la bague 128 est pourvue d'un rebord 171, dirigé intérieurement, disposé en alignement vertical avec un épaulement 173 du tube 110 de support de mâchoire. La distance de déplacement du rebord 171 jusqu'à son engagement sur 35 l'épaule/173 est légèrement inférieure à l'entrefer 118, de sorte qu'au cours du mouvement final de fermeture de l'entrefer 118, le rebord 17Ï fait remonter le tube 110 à l'encontre de la force du ressort 126. La nécessité particulière de ce dernier mouvement du tube 110 de support de mâchoire sera décrite 69 14741 -10- 2008073 plus loin en référence à la description du fonctionnement de 1 '.appareil à mouvement linéaire Le solénoïde inférieur 20 commande le mouvement de l'agencement 60 de -mâchoire inférieure, entre les positions enclen-5 , chée, couplée et déclenchée. A la-figure IBf 1ersolénôïde 20 est excité. Ses pôles sont constitués par le pôle magnétique 104-.de commande d'enclenchement, et d'un pôle 14-2.de levage, tous deux formés de matière magnétique. Quand le solénoïde 20 n'est pas excité, il existe donc un entrefer entre le pôle 10 - 14-2 de levage et le pôle 104- de commande de mâchoire. La longueur de cet entrefer est délimitée par la surface supérieure 144 d'un plongeur 146 de support de ressort, en alignement axial , avec.le pôle 104 de commande. lïh dispositif élastique, tel qu'un ressort 148 est monté sous compression entre les surfa-15 ces opposées du pôle de levage 142 et du pôle de commande 104 afin d'assurer l'ouverture de l'entrefer entre ces pôles, au moment de la coupure d'excitation du solénoïde 20. Une rondelle non magnétique 150 est disposée sur la surface supérieure du pôle 104 et remplit la même fonction que la rondelle 116. Au 20 moment de la coupure d'excitation du solénoïde 20, le pôle 104 descend jusqu'à ce que sa surface inférieure s'engage sur la surface 144 du plongeur 146 de support de ressort. La cheville de pivotement 108 descend également, faisant ainsi pivoter }.a "biellette 102 en sens inverse des aiguilles d'une montre sur la 25 .cheville 108 , ce qui a pour effet de faire osciller la pointe 86 du bras 84 de mâchoire pour la dégager des dents adjacentes 88 de la vis mère 62. A la fin de ce dernier mouvement, le bras 84 de mâchoire se trouve dans la position déclenchée similaire à celle représentée pour le "bras 136 à la figure 1A. 30 Ainsi qu'on le fera ressortir ci-après, la coupure d'exci tation du solénoïde;- 20 ne devrait pas normalement, être permise pendant que le bras 84 de mâchoire occupe sa position enclenchée. Avant que la coupure d'excitation du. solénoïde-. 20 soit permise, le solénoïde 16 doit être excité pour-que..le bras 35 136 de mâchoire occupe sa position enclenchée, ce qui a pour effet de disposer le bras 84 dans la position couplée. Ainsi que le montre la figure 1B, le tube 94- de support de mâchoire est monté au moyen d'un pas de vis -sur le pôle 14:2 de levage, 69 14741 2008073 en 152. Ce tube 94 est pourvu, à son extrémité inférieure, d'un prolongement 154 situé sous les bras 84 et présentant une paroi latérale extérieure filetée 156. Un filetage complémentaire est formé sur le plongeur 146 de support de ressort pour permettre 5 la fixation de ce dernier à la paroi 156 du prolongement 154. L'extrémité inférieure du plongeur 146 est pourvue d'un rebord circonférentiel dirigé intérieurement, 158, gui s'étend jusqu'à une position immédiatement adjacente à la surface extérieure du manchon d'écartement 70. Une rondelle 160 est fixée contre un 10 épaulement extérieur 162 formé sur le manchon 70 et disposé entre l'extrémité inférieure du prolongement 154- et le rebord 158. Un dispositif élastique, tel qu'un ressort 164 de traction descendante, est monté sous compression entre la rondelle d'arrêt 160 et le rebord 158 afin d'exercer sur ce dernier une force 15 descendante constante, laquelle force descendante s'exerce également sur le pôle de levage 142. Le solénoïde intermédiaire ou de levage 18 assure un parcours de flux similaire au parcours 114 du solénoïde 16. Les pôles du solénoïde 18 comprennent le pôle fixe ou butée centrale 20 66, le plongeur ou pôle de levage 142 et un pôle de choc mobile 165 disposé au-dessus du pôle fixe 66. L'entrefer du solénoïde 18 est situé entre les surfaces adjacentes des pôles 66 et 142T. Le dessin représente le solénoïde 18 dans son état d'excitation, avec l'entrefer entre les pôles 66 et 142 fermé. Une rondelle 25 non magnétique 166 est disposée entre les surfaces opposées de ces pôles. Un prolongement magnétique 167 est réuni au pôle 142 par un manchon non magnétique 169. Le prolongement 167 entre en contact avec le pôle de choc 165 pour relever celui-ci au cours de la fermeture de l'entrefer entre le pôle fixe 66 et le plon~ 30 geur 142 de la manière déjà décrite en référence au prolongement 117 et au pôle de choc 115* L'action magnétique est similaire à celle décrite en référence au solénoïde 16. La coupure d'excitation de la bobine 18 de levage ouvre l'entrefer entre les pôles 66 et 142. L'ouverture de cet entrefer est assistée 35 par le ressort 164 de traction descendante. La dimension de l'entrefer est délimitée par la distance séparant la surface inférieure 168 du plongeur 146 et la surface supérieure de la butée inférieure 68. 69 14741 =12- 2008073 Deux ou plusieurs rondelles 170 peuvent être disposées sur la surface supérieure de la butée inférieure 68 afin d'amortir le choc lorsque la surface 168 du plongeur 146 entre en contact avec les rondelles. Le liquide emprisonné entre les rondelles 5 s'en trouve expulsé à grande vitesse et absorbe une partie de l'énergie cinétique avant qu'un arrêt solide soit réalisé. De préférence, l'entrefer du solénoïde 18 est construit de manière à être exactement égal au pas du filetage de la vis mère 62, dans le but dont la description va suivre. 10 La séquence d'excitation des solénoïdes 16, 18 et 20, con jointement au mouvement résultant des agencements 58 et 60 de mâchoires supérieure et inférieure, destiné à assurer le mouvement ascendant incrémental de la vis mère 62 est la suivante.: Selon une forme de réalisation de la présente invention, le 15 jeu entre les dents 88 et la pointe de mâchoire peut être de 0,8 mm. Le pas de la vis mère 62 ou distance entre les dents adjacentes 88 est de préférence de l'ordre de 9,5 mm, et l'entrefer 118 est de l'ordre de 11,1 mm. Pour assurer le mouvement ascendant incrémental de la vis mère 62, on supposera que l'ap-20 pareil à mouvement linéaire se trouve dans l'état de fonctionnement représenté aux figures 1A et 1B, c'est-à-dire que le solénoïde 16 est desexcité et les solénoïdes 18 et 20 sont excités. Le mouvement ascendant incrémental de la vis mère 62 commence par exciter le solénoïde supérieur 16. Cette excitation 25 établit dans l'entrefer 118 un champ magnétique qui tend à fermer ce dernier. Par suite, le pôle magnétique 112 se déplace en direction de la butée 64 et les bras 136 de mâchoire sont entraînés en direction de la vis mère 62 par le mouvement de pivotement des biellettes 134- jusqu'à ce que les pointes 140 de ces 30 bras 136 prennent une position à laquelle -un jeu existe entre les dents adjacentes 88 et elles-mêmes. Au cours de ce dernier mouvement, les pointes 140 des bras 136 n'entrent. - pas en contact avec les dents 88 de la vis mèi?e 62, et les bras 136 se trouvent dans leur position couplée. La position axiale des 35 bras 136 de mâchoire reste inchangée durant cette période, car le tube 110 de support de mâchoire est maintenu dans sa position originale par le ressort 126. A ce point de la course, le rebord 171 de l'extrémité inférieure du prolongement 128 s'engage sur 69 14741 -15- 2008073 l'épaulement 173 adjacent à l'extrémité inférieure du tube de support 110, de sorte que ce tube 110, ainsi que les bras 136 de mâchoire sont repoussés vers le haut durant la dernière partie de la course de l'aimant, jusqu'à ce que l'entrefer 118 5 soit complètement fermé. Cette dernière distance de course de 1,6 mm absorbe le jeu de 0,8 mm en amenant ainsi les bras 136. à leur position enclenchée, et fait mouvoir vers le haut la vis mère d'un incrément de 0,8 mm, transférant ainsi la chargé créée par le poids de la vis mère des bras 84 de mâchoire inférieure 10 aux bras 136 de mâchoire supérieure. Un jeu de 0,8 mm existe maintenant entre les pointes 86 des bras inférieurs 84 et les dents adjacentes 88, ces bras 84 occupant alors leur position couplée. La phase suivante de séquence de fonctionnement est la cou-15 pure d'excitation du solénoïde inférieur 20. Cette coupure permet au pôle magnétique de commande de mâchoire inférieure de retomber sous la force du ressort 148, afin de faire mouvoir les bras 84 de la position couplée à la position déclenchée, les bras 136 supérieurs conservant leur position enclenchée. On re-20 marquera que le mouvement des bras 84 à la position déclenchée est permise sans aucun contact avec les dents 88 de la vis mère 62, évitant ainsi l'usure de ces pièces. L'excitation du solénoïde de levage 18 est maintenant coupée et la totalité de l'ensemble magnétique de levage comprenant le pôle 142, le pôle ma-25 gnétique 104 de commande de mâchoire et le plongeur 146 de support de ressort, descend jusqu'à sa position inférieure sous l'action du ressort 164, jusqu'à ce que la surface inférieure 168 s'engage sur les rondelles d'amortissement 170. L'excitation du solénoïde inférieur 20 engage le pôle 104 de commande de mâ-30 choire sur l'extrémité inférieure du pôle de levage 142, faisant ainsi mouvoir les bras 84 de la position déclenchée à la position couplée, de sorte que les pointes 86 de ces bras 84 ne sont pas en contact effectif avec les dents 88. L'excitation du solénoïde supérieur 16 est alors coupée pour ouvrir l'entrefer 35 118 et faire descendre le pôle 112 de commande et 3e tube 110 de support de mâchoire sous l'action des ressorts 120 et 126, respectivement. On remarquera que la vitesse de descente du tube 110 est limitée par la vitesse de descente du rebord 171- le 69 14741 2008073 ressort 126 exerce la force voulue pour permettre un abaissement du tube 110 de support de mâchoire plus rapide que celui de la pièce polaire 112. Sur cette base, au cours des premiers 0,8 mm de course du tube 110 entraînant avec lui les bras 136 de mâchoire, le rebord 171 détermine la limite supérieure de 5 vitesse de descente du tube 110. Au cours des premiers o,8 mm de course, le tube 110 et la pièce polaire 112 se déplacent en bloc. Quand le tube 110 a parcouru ces premiers 0,8 .mm, son extrémité inférieure 180 s'engage sur une bague d'arrêt 172 qui en empêche tout autre mouvement de descente. Ces premiers 0,8 10 mm de descente abaissent également la vis mère 62 pour absorber le jeu existant entre ses dents et la pointe 86 des bras 84 de mâchoire inférieure, amenant ainsi ces bras à la position en- nt clenchée» Les seconds 0,8 mm de course achève/ la libération des pointes 140 des bras 136 de mâchoire supérieure du contact avec 15 la vis mère 62. Au cours de cette dernière partie de la course du pôle 112, les pointes 140 se retirent des gorges entre les dents de la vis mère, pour amener les bras 136 à la position déclenchée. Le mouvement incrémental remontant de la vis mère 62 est complété par l'excitation du solénoïde de levage 18 jus-20 qu'à ce que l'entrefer entre les pôles 66 et 142 soit fermé. Selon l'explication qui précède, le relèvement du plongeur 142 pour fermer l'entrefer entre lui-même et le pôle fixe 66 entraîne le pourtour 167 de la rondelle 166 pour relever le pÔ.~ le de choc 165 et créer ainsi un entrefer entre ce pôle et le 25 pôle fixe 66, afin de ralentir le mouvement ascendant du plongeur 142 et de la vis mère 62. L'amortissement de l'impact de fermeture est également effectué au moyen d'une rondelle Belle-ville ou ressort 175 disposé entre le pôle de choc 165 et la bague d'arrêt 172 laquelle est fixée dans le manchon d'écarte-30 ment 72. La continuation du mouvement incrémental de sens ascendant est obtenue par la simple répétition de la totalité du cycle que l'on vient de décrire. On peut..expliquer le ralentissement magnétique des plon-35 geurs des électro-aimants par une discussion du transfert d'énergie. Ainsi que représenté par la courbe de la figure 2, la "force résultante ' appliquée au Plongeur" diminue brusquement quand le "Plongeur entre en Contact avec le Pôle de Choc". 69 14741 -15- 2008073 Cette "Force Résultante appliquée au Plongeur" croît ensuite graduellement jusqu'à la fermeture de l'aimant. lorsque le plongeur entre en contact avec le pôle de choc, son énergie cinétique équivaut au travail effectué sur le plongeur par la 5 force 3? . "Ea négligeant les pertes par frottement, le travail effectue est représenté par la surface hachurée de la figure 2. Quand le plongeur entre en contact avec le pôle fixe, l'énergie cinétique susdite apparaît sous la forme de l'énergie du champ magnétique dans l'entrefer entre le pôle de choc et le 10 pôle fixe. Ordinairement, l'énergie cinétique est dissipée par les charges d'impact dans le mécanisme. Dans le cas de l'amortisseur magnétique que l'on vient de décrire, l'énergie cinétique est transférée au champ magnétique dans lequel elle est utilisée ultérieurement, c'est-à-dire pour ouvrir l'aimant. 15 Dans un mécanisme antérieur, pris comme exemple, les par ties mobiles atteignaient une énergie cinétique de 728 cm.kg pendant la course de levage. Lorsque l'aimant se ferme, ses parties sont ralenties jusqu'à vitesse nulle. L'éhergie cinétique se dissipe principalement en énergie d'effort dans les di-20 verses parties. La déformation permanente des parties de verrouillages de tige de commande peut se produire. Dans l'aimant que l'on vient de décrire, les parties mo-r biles atteignent une énergie cinétique de 460 cm.kg seulement. Cette énergie est alors transférée au champ magnétique entre 25 les pôles fixe et de choc, au lieu de se dissiper en énergie d'effort dans les pièces du mécanisme. Théoriquement, les charges d'impact peuvent être éliminées par la présente invention. En pratique, elles peuvent être réduites à une valeur insignifiante . 30 Un autre avantage de l'amortisseur magnétique réside dans la diminution du temps de dégagement de l'aimant. Il en est ainsi en raison de la plus faible force résultante agissant sur le plongeur. Théoriquement encore, on peut rendre ce temps de dégagement presque instantané en développant une faible for-35 ce résultante sur le plongeur. La plus légère réduction du flux dégage alors ce dernier. Pratiquement, la présente invention permet la construction de gros mécanismes de tige de commande avec un temps de retard de dégagement de l'ordre de 0,040 se 69 14741 J16" 2008073 conde_ par rapport au retard de 0,150 seconde existant. Le mouvement de descente de la vis mère 62 est obtenu par l'excitation et la coupure d'excitation successives des solénoïdes 16, 18 et 20, de la manière suivante. 5 L'appareil à mouvement linéaire occupant la position re présentée aux figures 1A et 1B, la première opération pour obtenir le mouvement incrémental de descente consiste à couper l'excitation du solénoïde de levage 18 pour faire descendre les bras 84 de mâchoire inférieure et la vis mère 62 jusqu'à ce 10 que la surface 168 du plongeur 146 s'engage sur les rondelles 170. Ensuite, le solénoïde 16 est excité pour amener les pointes des bras 136 de mâchoire à la position couplée entre les dents adjacentes 88 de la vis mère jusqu'à ce que le rebord 171 s'engage sur l'épaulement 173, puis à relever la vis mère 15 62 et les bras 136 de 0,8 mm supplémentaire pour faire mouvoir les pointes 140 de la position couplée à la position enclenchée après quoi les pointes 86 des bras 84 de mâchoire inférieure sont amenées à la position couplée. L'excitation du solénoïde inférieur 20 est coupée pour faire mouvoir les 20 bras 84 de la position couplée à la position déclenchée. Le solénoïde de levage 18 est alors excité pour engager le pôle 142 sur la butée 66, le pôle 142 entraînant également vers le haut les bras 84 d' A remarquer que, dans tous les cas, pendant le fonctionnement du dispositif de mouvement linéaire, les bras 84 et 136 sont déplacés de la position couplée à la position déclenchée 35 et non de la position enclenchée. De ce fait, il n'y a pas de frottement direct entre les dents de la vis 62 et la pointe des bras; par conséquent aucune usure des pièces engagées des bras et de la vis n'a lieu au cours du fonctionnement du dispositif de mouvement linéaire. 14741 -17- 2008073 En outre, l'aimant amortisseur que l'on vient de décrire, qui a pour fonction d'amortir magnétiquement l'impact de fermeture, en ralentissant le plongeur magnétique et la charge qu'il supporte jusqu'à une "butée "douce", réduit les effets préjudiciables sur l'aimant et l'appareil associé rencontrés jusqu'à présent dans les mécanismes à commande électromagnétique. Ceci permet la construction d'appareils à mouvement linéaire et autres mécanismes à commande électromagnétique ayant une plus longue durée de fonctionnement tout en exigeant seulement peu d'entretien ou de surveillance. La portée de l'invention permettant d'apporter de nombreuses modifications à la construction que l'on vient de décrire et de réaliser d'autres formes de construction, tous les détails décrits et représentés aux dessins annexés doivent être considérés comme des exemples sans aucun caractère rèstrictif . 69 14741 2008073 S_E_7_E_H_5_X_0_A_I_I_0_K_S 1.- Dispositif de manoeuvre électromagnétique comprenant une bobine, un pôle relativement fixe, et un plongeur mobile disposé pour mouvement de rapprochement et d ' éloignement par 5 rapport à ce pôle fixe, caractérisé par le fait qu'un pôle mobile de choc est associé à ce dispositif, ce plongeur étant pourvu d'un moyen destiné à entrer en contact avec le pôle de choc, avant son entrée en contact avec le pôle fixe, lorsque la bobine est excitée. 10 2.- Dispositif selon revendication 1, caractérisé par le fait que le plongeur et le pôle de choc sont disposés de chaque côté du pôle fixe. 3.- Dispositif selon revendication 2, caractérisé par le fait que le pôle fixe, le plongeur, le pôle de choc, et le mo- 15 yen de contact font partie du parcours du flux magnétique créé par la bobine. 4.- Dispositif selon revendication 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que le moyen de contact est composé de matière magnétique et est réuni au plongeur par un manchon de matière non 20 magnétique, ce moyen de contact étant espacé du pôle de choc d'une distance inférieure à l'espace compris entre le plongeur et le pôle fixe. 5.- Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications 1 à 4, destiné notamment à un appareil à mouvement linéaire 25 pourvu d'un logement de forme générale tubulaire dans lequel est disposé un élément linéairement mobile, cet élément étant pourvu d'un certain nombre de dents espacées, une mâchoire s'engageant sur ces dents, un dispositif électromagnétique pour lever cet élément, comprenant un pôle stationnaire fixé dans 30 le logement, et une bobine montée à l'extérieur de ce dernier, un plongeur mobile fixé à la mâchoire au-dessous du pôle fixe, dispositif caractérisé par le fait que le pôle de choc est monté mobile au-dessus du pôle fixe, le moyen de contact étant actionné par le plongeur pour relever le pôle de choc en même 35 temps que le plongeur lorsque la bobine est excitée. 6.- Dispositif selon revendication 5» caractérisé par le fait que des butées sont montées dans le logement pour limiter le mouvement ascendant du pôle de choc. 7.- Dispositif selon revendication 6, caractérisé par le 40 fait que des dispositifs élastiques sont disposés entre les butées et les pôles de choc.