Brevet FR2334188A1 — publié le 19770701

L'invention a pour objet des perfectionnements apportés aux électroaimants du type de ceux utilisés notamment mais non exclusivement, pour la commande de pompes, clapets, relais,etc. Ces électroaimants connus comportent un boitier généralement composé de deux demi-coquilles rigidement fixées l'une à l'autre de façon amovible par tout moyen de fixation connu tel que boulon; une bobine électrique logée dans la première des deux demi-coquilles et fixée à celle-ci par tout moyen connu, reliée à des conducteurs électriques et pourvue de tout moyen fixe; un noyau mobile constitué par un paquet de plaquettes d'acier au silicium, logé dans la seconde demi-coquille, susceptible de se déplacer dans celle-ci le long d'un axe alternativement dans un sens puis dans l'autre en fonction des variations du champ magnétique créé par la bobine excitée électriquement; et une tige mobile ou tout organe équivalent de transmission du mouvement émergeant du boîtier dont les déplacements le long dudit axe alternativement dans un sens puis dans l'autre sont imprimés par le noyau mobile et permettent de commander la pompe, le clapet, le relais, etc.. Ces électroaimants connus sont destinés à fonctionner un très grand nombre de fois et doivent posséder une fiabilité élevée. Les déplacements de la tige mobile sont tout à la fois rapides et de faible amplitude. Enfin, il convient d'éviter un arrêt brutal de la tige , en fin de course, susceptible d'endommager l'appareil commandé. A ce jour, ces différents impératifs ne sont pas remplis de façon satisfaisante. En particulier, il se produit un "flottement" du noyau mobile dans le boîtier qui, du fait de la rapidité des déplacements du noyau mobile, endommage tout à la fois ce noyau mobile et le noyau fixe en diminuant la durée de vie et la fiabilité de l'électroaimant La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients présentés par les électroaimants du type susmen tionné. A cet effet, elle propose un électroaimant compre nant un boîtier composé de deux demi-coquilles rigidement fixées l'une à l'autre de façon amovible; une bobine électrique logée dans la première demi-coquille ayant un noyau fixe; un noyau mobile constitué par un paquet de plaquettes d'acier au silicium ou équivalent, logé dans la seconde demi-coquille, susceptible de se déplacer dans celle-ci, le long d'un axe de déplacement, alternativement dans un sens puis dans l'autre; et une tige mobile ou tout organe équivalent de transmission du mouvement émergeant du boîtier par la première demi-coquille, dont les déplacements le long dudit axe sont imprimés par le noyau mobile, caractérisé par le fait qu'il comprend, en outre, des moyens élastiques reliant en permanence, directement ou non, le noyau mobile et le boîtier, empêchant tout flottement erratique du noyau mobile dans le boîtier pour n'autoriser que les mouvements de translation du noyau mobile le long de l'axe de déplacement. Suivant une autre caractéristique de la présente invention, les moyens reliant le noyau mobile et le boîtier sont destinés à amortir l'arrêt de la tige mobile en fin de course. L'utilisation des perfectionnements suivant la présente invention permet d'augmenter considérablement la durée de vie des électroaimants du type de ceux considérés ainsi que leur fiabilité. Le perfectionnement de ces électroaimants et celui des appareils : pompe, relais, etc.. qu'ils commandent est également amélioré. L'invention sera bien comprise d'après la description qui va suivre, en référence au dessin annexé dont La figure 1 est une vue générale, en coupe par un plan axial, illustrant les éléments constitutifs de l'électroaimant suivant l'invention, avant montage. La figure 2 est une vue générale, en coupe par un plan axial, illustrant les éléments constitutifs de l'électroai- mant suivant l'invention, après montage. La figure 3 est une vue de dessus de la première demi-coquille constitutive du boîtier dans laquelle vient se loger la bobine. La figure 4 est une vue de dessus de la seconde demi-coquille constitutive du boîtier dans laquelle vient se loger le noyau. La figure 5 est une vue en perspective du noyau. La figure 6 est une vue en perspective d'un élément constitutif de l'électroaimant. Sur les figures,est représenté un électroaimant suivant l'invention comprenant un boîtier 1 composé d'une première demi-coquille 2 et d'une seconde demi-coquille 3 susceptible d'être rigidement fixées l'une à l'autre, de façon amovible , par des moyens de fixation 4 tels que vis, boulons, etc..; une bobine électrique, non représentée pour la clarté du dessin, est logée dans la première demi-coquille 1 qui comporte, à cet effet, un noyau central fixe 5 de forme générale parallélépipédique cons titué par un paquet de plaquettes d'acier au silicium ou équivalent; un noyau mobile 6 , également constitué par un paquet de plaquettes d'acier au silicium ou équivalent, est logé dans la seconde demi-coquille 3, en étant susceptible de se déplacer, dans cette seconde demi-coquille 3 le long d'un axe de déplacement 7, alternativement dans un sens puis dans l'autre; une tige mobile ou tout organe équivalent de transmission du mouvement 8 émerge du boîtier 1 par la première demi-coquille 2 en traversant le noyau central fixe 5 via un trou 9 et est reliée cinématiquement au noyau mobile 6. La première demi-coquille 2 comprend également des plots 10 permettant de relier la bobine à une source de courant électrique. Le noyau central fixe 5 et les deux noyaux fixes latéraux lla, llb sont pourvus de bagues de décalage de phase respectivement 12,13. La bague de décalage de phase 12 comporte deux tronçons transversaux 12a de métal coulé dans un logement prévu à cet effet dans le paquet de plaquettes constituant le noyau fixe 5; et deux tronçons longitudinaux 12b venus de moulage , reliant chacun des deux tronçons 12a et placés de part et d'autre du noyau fixe 5 ce qui permet , en outre, d'une part de maintenir efficacement les plaquettes constituant le paquet et, d'autre part, d'assurer des cotes précises du noyau fixe 5 assurant l'ajustement parfait de la bobine. L'utilisation de bagues de décalage de phase sur la partie fixe de l'électroaimant permet de se dispenser de leur présence sur le noyau mobile. La seconde demi-caquille 3 comporte sur son fond intérieur 14 plusieurs butées 15 en materiau élastiquement déformable tel que du caoutchouc, de la matière plastique, etc.. ou, plus généralement, un organe élastique, soutenant le noyau mobile 6 dans sa position de repos. La seconde demi-coquille 3 comporte également des saillies 16 parallèles à l'axe 7 et assurant un guidage d'ensemble du noyau mobile 6. Suivant une caractéristique de l'invention , il est prévu des moyens élastiques reliant.directement ou non le noyau mobile 6 et le boitier 1 de manière à empêcher tout flottement erratique du noyau mobile dans le boîtier en n'autorisant aucontraire que les mouvements de translation du noyau mobile le long de l'axe 7. Ces moyens élastiques prennent, dans une forme d'exé- cution préférentielle, mais nullement limitative, la forme d'une ou plusieurs lames superposées 17, élastiquement déformables, en acier trempé par exemple, fixées au noyau mobile 6 et situées du c6té de la face du noyau mobile dirigée vers le fond 14 et les butées 15.Cette ou ces lames sont fixées par tout moyen connu et, par exemple, au moyen d'étriers 18, fixés au noyau proprement dit 6 sur les faces latérales 19 de-celui-ci. Comme on peut le voir sur les figures 1,2 et 5, la longueur L de la ou des lames 17 est légèrement plus petite que la longueur intérieure de la demi-coquille 3 et plus grande que la longueur 1 du noyau mobile 6 de sorte que les parties extrêmes libres 20 des lames 17 émergent du noyau mobile 6. Une pièce monobloc ou non comporte structurellement deux cavaliers 21 ayant chacun la forme d'une plaque carrée ou rectangulaire pourvue d'une échancrure en U 22, placés dans la seconde demi-coquille 3 le long de ses deux faces latérales internes 23 de manière à enjamber les lames 17 dont les parties extrêmes libres 20 se trouvent donc placées dans les échancrures respectives 22 dont les dimensions sont ajustées à cet effet. Les deux jambes 24 de chaque cavalier 21 viennent de ce fait en appui sur le fond 14 de la seconde demi-coquille 3. Ils sont maintenus appliqués contre ce fond 14 au moyen d'eaulements 25 de la première demi-coquille 2 sur lesquels les cavaliers 21 sont appliqués. Naturellement, il est clair que la pièce à deux cavaliers peut être rendue solidaire du boîtier par tout autre moyen : collage, vissage,etc.. Le déplacement du noyau mobile 6 est rendu possible du fait de l'élasticité des lames 17. Celles-ci étant maintenues par rapport au boîtier à leurs parties extremes libres 20 , le seul déplacement possible du noyau mobile 6 est une translation le long de l'axe 7. Les moyens reliant élastiquement le noyau mobile et le boîtier permettent en outre d'assurer un amortissement de l'arrêt de la tige mobile 8 en fin de course. A cet effet, le paquet de plaquettes constituant le noyau mobile 6 est percé d'un trou 26 situé en regard du trou 9 percé dans le noyau central fixe 5. La tige mobile 8 traverse donc d'une part le trou 9 et, d'autre part, le trou 26 pour venir en butée sur la face interne des lames 17. On prévoit que les lames 17 sont maintenues par deux étriers ou équivalents, placés de part et d'autre du trou 26 et à une certaine distance de celui-ci de manière que la partie médiane des lames 17, comprise entre les deux étriers 18 et située en regard du trou 26 , soit susceptible de pouvoir être déformée élastiquement en agissant comme un amortisseur à lame au moment de l'arrêt, en fin de course, de la tige mobile 8. Naturellement,l'invention peut faire l'objet de très nombreuses variantes et formes d'exécution. En particulier, il est clair que le noyau mobile et la bobine fixe peuvent être permutés, le noyau devenant fixe et la bobine mobile. Dans ce cas, les moyens élastiques suivant l'invention s'appliquent à la bobine nobile. Au cours du montage, on peut prévoir des organes annexes permettant le maintien des cavaliers. Comme on l'a précisé, l'invention permet d'empêcher tout "flottement" du noyau mobile et, en particulier, son déplacement latéral, sans empêcher cependant sa translation le long de l'axe de déplacement. REVENDICATIONS 1.- Electroaimant comprenant un boîtier composé de deux demi-coquilles rigidement fixées l'une à l'autre de façon amovible; une bobine électrique logée dans la première demicoquille ayant un noyau fixe; un noyau mobile constitué par un paquet de plaquettes d'acier au silicium ou équivalent, logé dans la seconde demi-coquille, susceptible de se déplacer dans celleci, le long d'un axe de déplacement, alternativement dans un sens puis dans l'autre; et une tige mobile ou tout organe équivalent de transmission du mouvement émergeant du boîtier par la première demi-coquille, dont les déplacements le long dudit axe sont imprimés par le noyau mobile, caractérisé par le fait qu'il comprend, en outre, des moyens élastiques reliant en permanence directement ou non , le noyau mobile et le boîtier, empêchant tout flottement erratique du noyau mobile dans le boîtier, pour n'autoriser que les mouvements de translation du noyau mobile le long de l'axe de déplacement. 2.- Electroaimant suivant la revendication l, carac térisé par le fait que les moyens élastiques reliant en permanence le noyau et le boîtier sont destinés , en outre, à agir sur la tige de commande ou l'organe équivalent pour amortir l'arrêt de celui-ci en fin de course. 3.- Electroaimant suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les moyens elas- tiques comprennent au moins une lame élastiquement déformable-17 fixée au noyau mobile au moins au voisinage de sa zone médiane par des organes 18, dont les parties extrêmes libres 20 saillent par rapport au noyau mobile 6 et sont immobilisés sur le boîtier à cet endroit par un organe de maintien. 4.- Electroaimant suivant la revendication 3, carac terse par le fait que l'organe de maintien prend la forme d'un cavalier 21 pourvu d'une échancrure 22 dans laquelle vient se loger la partie extrême libre 20 de la lame 17, ledit cavalier étant immobilisé par rapport au boîtier. 5.- Electroaimant suivant l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé par le fait que le cavalier 21 est immobilisé par rapport au boîtier l en étant bloqué entre les deux demi-coquilles 2,3 constituant ce boîtier. 6.- Electroaimant suivant la revendication 5, carac térisé par le fait que le cavalier 21 est bloqué entre le fond 14 de la seconde demi-coquille 3 et un épaulement 25 de la pre mière demi-coquille 2. 7.- Electroaimant suivant l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé par le fait que la lame 17 est fixée au noyau mobile proprement dit par un ou plusieurs étriers 18 fixés au noyau mobile 6 sur les faces latérales de celui-ci. 8.- Electroaimant suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que la lame 17 masque l'ouverture d'un trou 26 percé dans le noyau mobile 6 et permettant le passage de la tige mobile de commande 8 venant en appui sur la lame élastique 17 à l'endroit od celle-ci est susceptible d'être déformée élastiquement. 9.- Electroaimant suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que la première demicoquille 2 recevant la bobine électrique comprend un noyau cen tral fixe 5 et deux noyaux fixes laéaux Ila,llb pourvus de bagues de décalage de phase 12,13. 10.- Electroaimant suivant la revendication 9, carac térisé par le fait que la bague de décalage de phase 12 du noyau fixe comprend deux tronçons transversaux 12a de métal coulé dans un logement prévu à cet effet dans le paquet de plaquettes constituant le noyau fixe et deux tronçons longitudinaux 12b reliant chacun des deux tronçons transversaux 12å