Brevet FR2050513A1 — publié le 19710402

l'invention se rapporte |t une cartouche à électro-aimant pour dispositifs thermo-électriques de sécurité d'allumag«, notamment d'appareils chauffés au gaz, qui renferme une plaque d'armature solidaire d'une tige-poussoir et coopérant avec les extrémités 5 libres des deux branches d'un noyau magnétique, lequel porte l'enroulement d'excitation et est maintenu fermement, ou bridé, du côté de la culasse. Les cartouches de ce genre connues jusqu'à présent ne satisfont pas dans tous les cas aux exigences posées. la force de 10 maintien* le délai dë fermeture de l'électro-aimant jouent un rôle important dans de tels systèmes magnétiques. La composition du matériau constitutif et le procédé de recuit adopté sont en outre des facteurs décisifs du rendement de ce même électro-aimant. Le point le plus important est cependant l'entrefer efficace, 15 c'est-à-dire à l'état excité, entre les faces polaires de 1*électro-aimant et la face d'appui de la plaque d'armature : cet entrefer doit être aussi faible que possible et il s'agit là d'un ordre de grandeur inférieur, par exemple, à 1 micron. Il est déjà difficile de se représenter dans l'espace un écartement aussi faible, 20 car il est souvent négligeable par rapport à la profondeur de rugosité de la surface. Kais il est encore plus difficile de réaliser sur les extrémités libres des deux branches d*un électroaimant des surfaces polaires qui soient aussi bien planes dans toutes les directions que situées l'une et l'autre dans le même 25 plan. Il le faut pourtant afin que lors du fonctionnement de 1*électro-aimant monté dans la cartouche, la surface d'appui de la plaque d'armature se trouve comprise le plus largement possible dans le même plan que les surfaces polaires des deux branches, c'est-à-dire que les trois surfaces soient planes et dans ua même 30" plan. Plus ces trois surfaces tombent alors rigoureusement dans un même plan, plus la face d'appui de la plaque d'armature porte largement sur les surfaces polaires des deux branches/plus aussi la force de maintien de 1'électro-aimant est par conséquent élevée. Mais au cours de l'usinage des surfaces polaires des deux bran-35 ches de 1'électro-aimant, ces dernières ont tendance à vibrer et à s'opposer de ce fait à la "rectification plane" que l'on recherche. Il en résulte que chacune des surfaces polaires se bombe légèrement et que leurs plans respectifs se placent de travers l'un par rapport à l'autre dans l'espace. Aussi ne peut-on obtenir, 40 même avec une surface d'appui absolument plane de la plaque d'arma 69 39523 2 2050513 ture, un recouvrement en facea planes et/frarallèles des surfaces polaires des deux "branches dans un même plan. Il faut donc se résigner, dans le cas des cartouches à éleetro—aimant précédemment connues, à un.portage notablement réduit entre les surfaces po-5 laires des deux- branches et la face d'appuide la plaque d'armature de 11 électro-aimant. Dans ces conditions, les spécialistes en la matière se sont abstenus de descendre au-dessous d'une cote minimale pour le diamètre de 1'électro-aimant, cela afin de conserver un portage et par conséquent une force de maintien de 10 1 'électro-aimant qui soient suffisants. Même un rodage, après recuit, des surfaces polaires des deux branches de 11 électro-aimant ne donne pas de nette amélioration du portage, car au cours de cette opération aussi, on a beau brider solidement la culasse de l'électro-aimaat, on ne parvient pas à supprimer les vibrations 15 desdites branches. Le3 spécialistes s'en tiennent en définitive à une limite inférieure de 10 mm pour le diamètre de tels électroaimants à culasse bridable® L'invention a.pour-objet une cartouche dans laquelle le portage entre les surfaces polaires des branches de l'électro-20 aimant et la face d'appui de -la plaque d'armature soit considérablement étendu et le volume^!'électro-aimant puisse en conséquence être réduit davantage. Cette cartouche à éleetro-aimant est caractérisée par le fait que la fréquence propre de l'oscillation fondamentale du noyau magnétique, à l'état non bobiné et bridé sur sa en sorte que 25 culasse, est supérieure à 25 kHz,71.es surfaces polaires de ce noyau magnétique formées sur les extrémités libres de ses deux branches sortent de leur usinage très exactement planes et l'une et l'autre dams le même plan, ce qui permet d'obtenir un portage étendu entre lesdites surfaces polaires et, en regard d'elles, la face d'appui 30 de la plaque d'armature et de réduire par conséquent à l'extrême les dimensions de l'électro-aimant tout en lui/assurant une force de maintien suffisante. Dans un mode de réalisation préféré, la fréquence propre de l1oscillation fondamentale du noyau magnétique non bobiné et bridé sur sa culasse est d'environ 30 kHz. En outre, 35 la fréquence propre de chacune des branches non bobinées prise à part peut être supérieure à 30 kHz. Dans le mode de réalisation préféré, cette fréquence propre de chacune des branches non bobinées est d'environ 34 kHz. Le volume de chaque branche est, de plus, inférieur à 70-ou, de préférence, 60 mm . La disposition des 40 deux branches est également telle que leur intervalle soit infé— •*9 39523 3 2050513 rieur à l'épaisseur de chacune d'elles. Enfin, le noyau de l'élee-tro-aimant est extrudé à partir d'une substance magnétique» Xi * électro-aimant établi, conformément à l'invention, pour une fréquence propre déterminée de l'oscillation fondamentale 5 de son noyau magnétique bridé sur culasse donne un portage beaucoup plus étendu entre les surfaces polaires de ses deux branches et la face d'appui de la plaque d'armature, car la coïncidence de ces trois surfaces dans un même plan est beaucoup plus complète qu'elle De pouvait l'être précédemment. Le volume et le poids des cartouches 10 à électro-aimant peuveht de la sorte être ramenés à une fraction des valeurs au-dessous desquelles les spécialistes estimaient qu'il n'était pas possible de descendre» L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée d'un, mode de réalisation pris comme exemple non 15 limitatif et illustré par le dessin annexé, sur lequel : la figure 1 est une coupe longitudinale d'un dispositif thermo-électrique de sécurité d'allumage muai d'une cartouche à électro-aimant établie conformément à ladite invention et relié» à un thermo couple; 20 la figure 2 est une vue en coupe longitudinale, reproduit» à plus forte échelle, de la même cartouche à électro-aimant; la figure 3 est une coupe suivant III-III de la figure 2, mais avec électro-aimant non bobiné; la figure 4 est une coupe suivant IV-IV de la figure 3. 25 Le dispositif thermo-électrique de sécurité d'allumage connu en soi- que représente la figure 1 comporte essentiellement tin boîtier 10 sur la paroi intérieure duquel est ménagé un siège 11 pour le clapet 12 de la soupape de sécurité d'allumage» Le gaz entre dans le boîtier 10 par une tubulure 13 et en sort par une tu-30 bulure 14. Le clapet 12 est relié à une tige de soupape 15 et soumis à-l'action d'un ressort hélicoïdal 16 tendant à le fermer» L'extrémité libre de la tige de soupape 15 -pénètre dans la cartouche à électro-aimant 20, représentée en coupe d'une manière plus précise sur la figure 2. Cette cartouche comprend une plaque d'arœa-35 ture 21 reliée à la tige de soupape 15 et un électro-aimant ayant sensiblement la forme d'un U et désigné dans son ensemble par la référence 22. Le noyau magnétique en U comporte une embase circulaire 221 formant la culasse de 1*électro-aimant 22 et deux branches 222, 223, de section rénifome, dirigées vers la plaque d'ar-40 mature 21. Un rebord 224, sur le pourtour de la partie inférieure 69'39523 4 2050513 de l'embase 221, sert, de manière connue, à la fixation de 1'électro-aimant sur une plaque-support 23 en. étant pria par le collet rabattu que forme le bord 231 de ladite plafue-aupport 23 tourné vers 1*électro-aimant 22 : l'embase 221 formant la culasse de 5 1'électro-aimant 22 est ainsi maintenue serrée sur la plaque-support 23« Un enroulement d'excitation 24 est bobiné autour des deux branches 222, 223 de 1'électro-aimant 22, Une des extrémités de cet enroulement 24 est reliée à la masse de la cartouche 20 et, après l'insertion de cette dernière dans le boîtier 10 dm 10 dispositif de sécurité d1allumage, à la masse dudit boîtier; l'autre extrémité 241 traverse un alésage 225 de l'embase 221. De manière connue, la plaque-support 23 porte en outre, fixée sur elle et isolée par rapport à elle, une tête de contact 25 à laquelle l'extrémité 241 de l'enroulement d'excitation 24 est 15 fixée sous bonne conduction électrique, par exemple par soudage, après avoir traversé l'alésage intérieur 251» Suivant une disposition également connue, le contact de jonction 261 d'un thermo-couple 26 visible sur la figure 1 est relié à cette même tête de contact. 25 et 1*électro-aimant 22 ainsi que la plaque d'armature 20 21 sont entourés d'une capsule de protection 27 traversée par la tige de soupape 15. Du côté de celle-ci, et en regard du clapet 12 de la aoupape de sécurité d'allumage, la face frontale de la capsule de protection 27 sert en mêms temps de contre-appui am ressort de fermeture 16a l'ensemble de construction de la cartou-25 che 20, y compris le elapet 12 de la soupape d'allumage, la plaqua d'armature 21, 1'électro-aimant 22, la plaque-support 23 et la tête de contact 25, est inséré dans le boîtier 10 du dispositif de sécurité d'allumage-, et il y est maintenu par un écrou à chapeau 28 assurant en même temps la fixation du contact de jonction 261 30 du thermocouple 26. Un bouton-poussoir 29 solidaire d'une tige à1appui 291 est déplaçable longitudinalement dans l'extrémité du boîtier 10 faisant face à la cartouche 20. l'enfoncement de ce bouton-poussoir 29 et de sa tige 291 vers le clapet 12 de la soupape de sécurité d'allumage s'effectue à 1*encontre de l'action 35 d'un ressort de rappel 30 : il permet d'écarter le clapet 12 de son siège 11, et de mettre du même fait la plaque d'armature 21 en appui sur les surfaces polaires des branches 222, 223 de 1'électro-aimant 22, lorsqu'il s'agit de mettre en fonction l'appareil muni de la soupape de sécurité d'allumage. 40 le portage entre les surfaces polaires des branches 39523 5 2050513 222, 223 àe 1'électro-aimant 22 et la face d'appui de la plaque d'«mature 21 est élargi, conformément à l'invention, du fait que la fréquence propre de 1 'oscillation fondamentale de 1'électro-aimant 22 non "bobiné et bridé sur sa culasse formée par l'embase 21 est supérieure à 25 kHz0 Oh a constaté en effet que de cette «anière, les surfaces polaires portées par les extrémités libres des branches 222, 223 de 1'électro-aimant 22, sortent d'usinage plus exactement plaaes et alignées dans le même plan. Il est de fait que la convexité, jusqu'à présent à peu près inévitable, de » chacune des surfaces polaires des deux branches 222, 223 et le défaut d'aligneras *t desdites surfaces dans un même plan se réduisent à un minimum acceptable, si bien que l'on obtient entre elles et Iq^ace d'appui de la plaque d'armatmr» 21 un. portage étendu, L'oscillation fondamentale de 1'électro-aimant 22 a de préférence une fréquence propre d'environ 30 kHyZ. En même temps, la fréquence propre de chacune des deux branches non bobinées est, quant à •lie, supérieure à 30 kHz et, de préférence, voisine de 34 kHz, Ces dispositions conformes à l'invention permettent de donner à l'électro-aimant 22, tout en lui assurant une force de maintien suffisante, des dimensions bien plus faibles qu'en ne le jugeait possible jusqu'à présent. Dans la forme de réalisation préférée que représente le dessin, le volume de chacune des branches 222, 223 de 1*électro-aimant 22 est inférieur à 70 eu, de préférence, 60 ma?, l'intervalle séparant les deux branches 222 et 223 est, de plus, inférieur à l'épaisseur de chacune d'elles. On aboutit de la sorte à un électro-aimant 22 beaucoup plus petit, puisqu'il présente, dans la forme de réalisation préférée, un diamètre de l'ordre de 7 mm et une longueur axiale totale à peine supérieure à la même valeur. Cette réduction des dimensions par rapport à un électro-aimant de 10 mm de diamètre, considéré précédemment comme la plus petite réalisation possible, se marque également dans le poids de l'éleetro-aimant 22, qui ne représente plus que le quart environ de celui dudit éleetro—aimant de 10 naa de diame— tre. Elle permet naturellement aussi de diminuer en conséquence les dimensions de la plaque d'armature 21 et des autres parties de la cartouche 20 : toujours dans la forme de réalisation préférée, le diamètre extérieur de la capsule de protection 27 n'est plus que de l'ordre de 10 mm, au lieu de 14 dans les cartouches à électro-aimant de 10 mm de diamètre précédemment usuelles, la tige de soupape 15 et la tête de contact 25 peuvent 69 39523 6 2050513 conserver les anciennes proportions, mais il est également possible d'adapter bien entendu la tête de contact 25 à d'autres dimensions de l'extrémité de contact du thermocouple sans modifier en rien l'établissement conforme à l'invention de la cartouche à 5 électro-aimant 20« La bien meilleure planéité des surfaces polaires des deux branches 222, 223 de 1*électro-aimant 22 obtenue conformément à 1*invention et la coïncidence des plans de ces deux surfaces rendent le portage entr^/celles-ci et la face d'appui de la plaque 10 d'armature 21 beaucoup plus étendu, si bien qu'en dépit d'une réduction des trois surfaces, 1'électro-aimant dispose d'une force de maintien suffisante» 69 39523 7 2050513 REVENDICATIONS 1• Cartouche à électro-aimant pour dispositifs thermo-électriques de sécurité d'allumage, notamment d'appareils chauffés au gaz, qui renferme une plaque d'armature solidaire d'une tige-5 poussoir et coopérant avec les extrémités libres des deux branches d'un noyau magnétique, lequel porte l'enroulement d'excitation et est maintenu fermement, ou bridé, sur sa culasse, cartouche à élec-tro-aimant caractérisée par le fait que la fréquence propre de l'oscillation fondamentale du noyau magnétique, à l'état non bobiné 10 bridé sur sa culasse, est supérieure à 25 kHz, en sorte que les surfaces polaires de ce noyau magnétique formées sur les extrémités libres de ses deux branches sortent de leur usinage très exactement planes et l'une et l'autre dans le même plaj ce qui permet d'obtenir un portage étendu entre lesdites surfaces polaires 15 et, en regard d'elles, la face d'appui de la plaque d'armature et de réduire par conséquent à l'extrême les dimensions de 1'électro-aimant tout en lui assurant une force de maintien suffisante* 2« Cartouche à électro-aimant selon la revendication 1 caractérisée par le fait que la fréquence propre de l'oscillation 20 fondamentale du noyau magnétique non bobiné et bridé sur sa culasse est d'environ 30 kHz. 3. Cartouche à électro-aimant selon la revendication 1 caractérisée par le fait que la fréquence propre de chacune des branches non bobinées prise à part est supérieure à 30 kHz. 25 4. Cartouche à électro-aimant selon la revendication 1 caractérisée par le fait que la fréquence propre de chacune des branches non bobinées prise à part est d'environ 34 kHz® 5» Cartouche à électro-aimant selon l'une des revendications 3 ou 4 caractérisée par le fait que le volume de chacune ■JJ 30 des branches est inférieur à 70 ou ,de préférence, 60 nsn » 6. Cartouche à électro-aimant selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisée par le fait que l'intervalle entre les deux branches est inférieur à l'épaisseur de chacune d'elles» 35 7b Cartouche à électro-aimant selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisée par le fait que le noyau de 1'électro-aimant est extrudé à partir d'une substance magnétique»