Brevet FR2461179A1 — publié le 19810130

La présente invention se rapporte à une soupape à électroaimant du type comprenant une armature cylindrique faite d'une matière magnétisable et qui présente une série de gorges annulaires espacées axialement ménagées dans sa surfa- ce périphérique externe, les gorges étant situées dans des plans perpendiculaires à l'axe du mouvement de l'armature, un enroulement électrique formé de plusieurs parties d'en- roulement de forme annulaire qui entourent l'armature, chaque partie d'enroulement étant interposée entre plusieurs disques annulaires faits d'une matière magnétisable et qui entoure l'armature, les disques adjacents étant en contact entre eux le long de leurs parties marginales extérieures, et étant en nombre égal à celui des gorges de l'armature, les parties d'enroulement étant agencées de manière que, en service, lorsqu'un courant électrique les parcourt, les disques adja- cents prennent des polarités magnétiques opposées, le flux magnétique provoquant le déplacement de l'armature et un obturateur mobile qui se déplace avec l'armature. On trouve la description d'un exemple d'une telle soupape électromagnétique dans le brevet britannique no 1 305 437. Dans la soupape décrite dans ce brevet, les faces internes des disques sont espacées radialement de la surface périphérique de l'armature de telle manière que, lorsque les enroulements sont excités, les nervures de l'armature qui sont délimitées par les gorges, se placent dans l'alignement des faces internes des disques. La force appliquée par l'armature est donc limitée. On peut obtenir une plus grande force pour un nombre donné d'ampères-tours en agençant les entrefers entre les disques et les nervures de manière que ces entrefers diminuent lorsque l'armature se déplace. Ceci nécessite que les bords intérieurs des disques s'étendent dans lesdites gorges. L'invention vise à réaliser une soupape électro- magnétique de ce type sous une forme simple et commode. Suivant l'invention, dans une soupape électroma- gnétique du type précité, chacun des disques est divisé en au moins deux parties, de sorte que les disques peuvent être assemblés autour de l'armature dans des positions telles que les bords intérieurs desdites parties des disques s'étendent dans les gorges correspondantes, l'épaisseur des bords intérieurs des disques étant choisie en rapport avec la largeur des gorges de telle manière que, dans l'état désexcité de l'enroulement, les disques soient décalés axia- lement par rapport aux gorges. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple, - la Fig. 1 est une vue en coupe verticale d'une soupape électromagnétique suivant l'invention; - la Fig. 2 est une vue en plan à échelle réduite d'une partie de la soupape électromagnétique représentée sur la Fig. 1. Suivant l'exemple d'exécution représenté sur le dessin, la soupape comprend un corps principal 10 présentant la forme d'un godet comportant un prolongement axial 11 venu de matière avec le fond du corps 10. Ce prolongement 11 présente une forme étagée et son extrémité plus étroite présente une forme arrondie et délimite un orifice de sortie 12. Ce prolongement présente également une surface inclinée 13 et un épaulement 14. En service, la surface inclinée 13 prend appui contre une surface complémentaire ménagée dans un perçage qui traverse la culasse d'un moteur à allumage par compression et l'orifice de sortie 12 sert à injecter du combustible dans une chambre de combustion du moteur. Dans le prolongement Il est formé un perçage étagé dans l'extrémité étroite duquel est ménagé l'orifice de sortie 12. Dans-cet alésage est logé un obturateur mobile 15. L'extrémité de l'obturateur mobile 15 qui est la plus éloignée du corps 10 est de forme conique pour coopérer avec un siège formé autour de l'orifice de sortie. L'obturateur mobile 15 est d'une seule pièce avec une armature cylindrique creuse 16 et cette armature coulisse autour d'un guide cylindrique creux 17 qui est venu de matière avec un couvercle 18 monté dans l'extrémité ouverte du corps 10. Le perçage défini par le guide 17 commu- nique avec un orifice 19 d'entrée de combustible et, dans ce perçage est logé un ressort de compression hélicoïdal 20 qui agit sur l'obturateur mobile de la soupape en tendant à l'appliquer en contact avec le siège, des passages étant formés dans l'obturateur mobile de manière que le combusti- ble puisse s'écouler de l'orifice d'entrée 19 à l'orifice de sortie 12 lorsque l'obturateur mobile est en position d'ouverture. Dans la surface périphérique externe de l'arma- ture 12 sont ménagées une série de gorges annulaires 21 espa- cées axialement et ces gorges 21 délimitent entre elles des nervures 22. La surface externe de chacune des nervures est de forme cylindrique tandis que les faces latérales des nervures qui sont les plus éloignées de l'obturateur mobile sont perpendiculaires à l'axe de la soupape. Ces surfaces seront désignées dans la suite par les termes: "surfaces d'attraction des nervures".Une autre surface d'attraction est définie par la surface terminale de la gorge 21 qui est la plus rapprochée de l'obturateur 15. Les autres surfaces laté- rales des nervures 22 sont inclinées de sorte que l'épaisseur de chaque nervure décroît au fur et à mesure qu'on s'éloigne de l'axe. Une surface inclinée est également définie oar la gorge la plus éloignée de l'obturateur 15. Des disques 23 s'étendent dans les gorges 21 et, comme on le voit surfla Fig.2, chaque disque est divisé diamétralement en deux parties 23a, 23b. Les parties margi- nales extérieures 24 de chaque disque présentent la forme de rebords d'épaisseur supérieure à celle de la partie restante des disques, et, en outre, chaque rebord délimite une cavité sur une face du disque de sorte que, lorsque les disques sont insérés dans le corps, la cavité d'un disque reçoit le rebord du disque adjacent. La surface interne du fond du corps 10 présente un épaulement qui est reçu dans la cavité du disque adjacent et le couvercle 18 présente de même une cavité destinée à recevoir le rebord du disque adjacent. Les parties marginales intérieures des disques délimitent sur une face des surfaces qui sont parallèles auxdites faces d'attraction précitées et délimitent sur l'autre face des faces inclinées de sorte que l'épaisseur des parties marginales intérieures des disques diminue vers 2461 179 l'armature. Entre les paires de disques adjacents sont dis- posés des parties d'enroulement annulaires 25 qui, consti- tuent ensemble un électroaimant. Les parties d'enroulements peuvent-être connectées en série ou en parallèles mais, quel que soit le mode de connexion utilisé, l'agencement est tel que le courant circule en sens opposé dans les - parties d'enroulements adjacentes. De ce fait, lorsque le courant électrique parcourt l'enroulement, les disques adjacents 23 prennent des polarités magnétiques opposées. Ainsi que le montre le dessin, lés entrefers existant entre les disques et les faces d'attraction précitées sont plus étroits que les entrefers compris entre les surfaces inclinées des nervures et des disques et, de ce fait, il se développe une force d'attraction qui provoque un dé- placement de l'armature et de l'obturateur mobile 15 de la soupape à l'encontre de l'action du ressort 20. Lorsque le mouvement se produit, la dimension des entrefers diminue, de sorte que la force agissant sur l'armature croît avec la progression du mouvement de l'armature. L'amplitude du mouvement de -l'armature peut être limitée par le contact entre les nervures et les disques; en variante, le couvercle 18 peut être réalisé de manière à former une surface-de butée pour l'armature. Les disques et les -arties d'enroulement peuvent être assemblés autour de l'armature et les connexions des parties d'enroulements peuvent être effectuées à l'intérieur du corps, l'ensemble pouvant ensuite être introduit dans le corps, par l'extrémité ouverte de ce dernier. La surface interne de l'extrémité ouverte du corps présente un filetage destiné à recevoir une bague de retenue 26 qui, lorsqu'elle est serrée, maintient le couvercle et les disques assemblés. Les connexions entre les parties d'enroulement peuvent être logées dans des rainures convenablement disposées (non repré- sentées) qui peuvent être ménagées dans les rebords 24 des disques. Un connecteur approprié quelconque peut être monté, par exemple sur le corps ou sur le couvercle 18. a - REVENDICATIONS - 1 - Soupape à électroaimant comprenant une armature cylindrique (16) faite d'une matière magnétisable et qui présente une série de gorges annulaires (21) espacées axialement ménagées dans sa surface périphérique externe, les gorges e21) se trouvant dans des plans perpendiculaires à l'axe du mouvement de l'armature, un enrou- lement électrique (25) comprenant plusieurs parties d'enroulement de forme annulaire circulaire, qui entourent l'armature (16), chaque partie d'enroulement (25) étant disposée entre deux disques annulaires (23) qui font partie d'une série de disques annulaires faits d'une matière ma- gnétisable et qui entourent l'armature, les disques adjacents étant en contact entre eux le long de leurs parties marginales extérieures (24) et étant en nombre égal au nombre des gorges (21) de l'armature, les parties d'enroulement étant agencées de manière qu'en service lorsque le courant électrique les parcourt, les disques adjacents (23) prennent des polarités magnétiques opposées, le flux magnétique provoquant le mouvement de l'armature (16), cette soupape étant caractérisée en ce que chacun desdits disques (23) est divisé en au moins deux parties (23-, 23-) , de sorte que les disques peuvent être assemblés autour de l'armature avec les bords intérieurs des disques s'étendant dans les gorges (21) correspondantes, l'épaisseur des bords intérieurs des dis- ques étant choisie, relativement à la largeur des gorges (21), de telle manière que, dans l'état désexcité des enroulements (25), les disques soient décalés dans la direction axiale par rapport aux gorges, et la soupape comprenant, également un obturateur mobile (15) dont le mou- vement peut être provoqué par l'armature (16). 2 - Soupape suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les faces latérales des disques (23) et celles des gorges (21) qui sont les plus rapprochées les unes des autres à l'état désexcité de l'enroulement sont perpendiculaires à l'axe du mouvement de l'armature (16). 3 - Soupape suivant la revendication 2, caractérisée en ce que les autres faces latérales des disques (23) et des gorges (21) sont a i 6 2461 179 inclinées par rapport à l'axe du mouvement de l'armature (16) de telle manière que l'épaisseur des disques décroisse avec la dimi- nution de la distance les séparant de l'axe du mouvement de l'ar- mature.