Brevet FR2489035A3 — publié le 19820226

FR 2489035 A3 19820226 FR 8109874 A 19810518 -489035 L'invention concerne un dispositif électro- magnétique comprenant une armature mobile pouvant se déplacer contre la force d'un ressort de rappel et disposée en face du noyau de fer d'un électroaimant pourvu d'un enroulement d'exci- tation. Dans des conditions optimales, les électroaimants aujourd'hui courants atteignent des temps de réponse très courts, de l'ordre de millisecondes. L'invention a pour but d'atteindre dans un dispositif électromagnétique des temps de réponse nettement plus courts. L'invention concerne à cet effet un dispositif électromagnétique caractérisé en ce que un organe de position- nement piézo-électrique comprend plusieurs disques piézo- électriques empilés en une colonne, qui, avec une pièce de blocage, déplaçable en direction longitudinale de la colonne et agissant sur l'armature mobile, s'oppose temporairement à un déplacement de celle-ci jusqu'à la mise en circuit ou hors circuit d'une tension devenant efficace sur les disques piézo- électriques. Avec les organes de positionnement piezo- électriques connus, les temps de connexion sont compris entre et 100 micro-secondes, mais, avec ces organes, la course utilisable est limitée à quelques fractions de millimètres. Cette course est cependant suffisante pour que l'armature mobile de l'électro-aimant soit bloquée dans son déplacement jusqu'à ce que l'organe de positionnement piézo-électrique soit connecté et déconnecté et libère l'armature. L'invention s'étend à diverses autres carac- téristiques de réalisation indiquées ci-après et prévoient notam- ment que: - sur l'armature est prévue une pièce coopérant avec la pièce de blocage pour immobiliser l'armature; - que la direction du déplacement de la pièce de verrouillage constituée de préférence comme un organe de blocage s'étend sensiblement perpendiculairement à la direction de déplacement de l'armature; - que la pièce qui coopère avec la pièce de blocage est constituée par une bande de tôle qui fait saillie sur la face arrière de l'armature qui fait face par un de ses 2 2489035 deux c8tés longs s'étendant en direction longitudinale de l'armature, à la pièce de verrouillage et est constituée avec une élasticité de ressorts transversalement à la direction de déplacement de l'armature; - que le grand c8té de la bande de t8le qui est éloigné de la pièce de verrouillage se trouve à une très faible distance en face d'une butée qui limite la course élastique de la bande de tôle; - qu'il est prévu comme butée la pièce de blocage d'un second organe de positionnement piézo- électrique disposé coaxilament au moins approximativement au premier organe de positionnement, de telle manière que les deux pièces de blocage se trouvent placées de chaque côté de la bande de t8le. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après et des dessins annexés représentant deux exemples de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels: - la figure 1 est une vue schématique en coupe du dispositif selon l'invention; - - la figure 2 est une vue partielle montrant une variante de réalisation de l'organe de butée pour la pièce de blocage. Dans l'exemple de la figure 1, il est prévu un électro-aimant de type usuel pourvu d'un noyau de fer 1 en forme de pot, avec coupe longitudinale représentée, en forme de E et comportant une branche médiane centrale 2 sur laquelle est placé l'enroulement magnétique 3. La face frontale libre de cette branche médiane 2 est disposée en face et à une faible distance d'une armature mobile 5 qui est guidée en direction de l'axe longitudinal 4 par des moyens non représentés et qui est placée sous l'action d'un ressort de rappel 6. Le retour du circuit magnétique est formé par un étrier 7 pourvu d'un alésage 8 coaxial à l'axe longitudinal 4 et dans lequel l'armature est reçue avec un faible jeu radial. Lorsque les extrémités 9 et 10 de l'enroulement magnétique 3 sont connectées à une source de tension continue, un courant I commence à passer à travers l'enroulement. L'in- tensité de ce courant croit d'après l'équation -Rt dU (1 - e utn d'autant plus lentement que l'inductance X est plus grande. Après écoulement de la constante de temps R le courant de magnétisation I atteint la valeur mximaleU pour laquelle la force de traction P de l'électro-aimant Ist maximale. Conformément à l'invention, l'armature 5 doit rester immobile et n'exécuter aucun déplacement de rapproche- ment vers la branche médiane 29 tant que le courant de magnétisation I n'a pas attOient son maximum. Dans ce but, l'invention prévoit un organe de positionnement piézoélectrique 12 qui contient dans un carter en matière isolante 13, un grand nombre de disques piézo-céra- miques 14. Ces disques sont connectés électriquement en série, et ils peuvent être raccordés par des conducteurs 15 et 16, à umn tension continue. Sous l'influence du champ électrique ainsi appliqué, les disques 14 se dilatent avec, simultanément, une rétraction de leur diamètre en direction de l'axe 17 de la colonne. Il en résulte qu'une pièce de Blocage 18 prévue sur la face frontale libre de la colonne, est déplacée longitudina- lement en direction de la flèche 19. Cette pièce 18 vient alors s'appliquer sur une bande de tôle 20, tournée vers elle, qui s'étend en direction de l'axe magnétique 4 et qui est rigide en direction de cet axe 4, mais qui cependant peut se déplacer élastiquement sous la pression de la pièce de blocage 18 jusqu'à ce qu'elle vienne s'appuyer contre une butée 21 solidaire de l'étrier 7. Dans l'état exempt de tension qui est représenté dans la figure, la distance entre la bande de tôle 20 et la pièce de blocage 18 d'une part, et la butée 21, d'autre part, est choisie suffisamment faible pour que la course Sp relati- vement courte provoquée par l'action piezo-électrique, soit suffisante pour appliquer et maintenir avec une grande force Pp la bande de tôle 20 contre la butée 21. Cette force de blocage est suffisante pour maintenir l'armature 5 dans sa position détachée aussi bien lorsque l'enroulement magnétique est raccordé à la source de tension pour produire un flux magnétique. Le champ magnétique produit lorsque l'enrou- lement 3 est connecté à la tensionia ainsi la possibilité de crottre jusqu'à sa pleine intensité. C'est seulement lorsque l'organe de positionnement piézo-électrique 12 est déconnecté, que le champ magnétique avec son intensité maximale, commence à attirer l'armature 5, contre la force du ressort de rappel 6. De cette manière, il est possible de réaliser du temps de déplacement de l'armature 5, beaucoup plus courts que dans le cas des électro-aimants traditionnels. Dans le cas de la variante d'exemple de réali- sation représentée partiellement dans la figure 2, il est prévu, au lieu d'une butée fixe, un second organe de position- nement piézo-électrique 22. Cet élément 22 est constitué comme le premier organe piezo électrique 12 disposé sur l'autre face de la bande de t8le 20, par un certain nombre de disques piezo électriques 24. Ceux-ci sont disposés avec leur axe de colonne situé en prolongement de l'axe de colonne 17, du premier organe de positionnement 12 et ils portent également à leur face frontale libre dirigée vers la bande de t8le 20, une pièce de blocage 20. Grâce à cette disposition, symétrique par rapport à la bande de t8le 20, on obtient avec une course de déplacement plus grande, un centrage plus facile et, en conséquence, un frottement moins important par rapport aux deux pièces de blocage 18 et 28 lorsque les organes de posi- tionnement ne sont pas sous tension. Z489C35 REVENDICATIONS ) Dispositif électromagnétique comportant une armature (5) pouvant se déplacer contre la force d'un ressort de rappel (6) et disposée en face du noyau de fer (1) d'un électro-aimant pourvu d'un enroulement d'excitation (3), caractérisé par un organe de positionnement piézo- électrique (12) comprenant plusieurs disques piézo-électriques (14) empilés en une colonne, qui avec une pièce de blocage (18) dépla- çable en direction longitudinale de la colonne et agissant sur l'armature mobile (5) s'oppose temporairement à un déplacement de celle-ci jusqu'à la mise en circuit ou hors circuit d'une tension devenant efficace sur les disques piézo-électriques (14). ) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que sur l'armature (5) est prévue une pièce (20) coopérant avec la pièce de blocage (18) pour immobiliser l'armature. ) Dispositif suivant l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la direction (19) du déplacement de la pièce de verrouillage constituée de préférence comme un organe de blocage (12) s'étend sensiblement perpendiculairement à la direction de déplacement (4) de l'armature (5). ) Dispositif suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la pièce (20) qui coopère avec la pièce de blocage (18) est constituée par une bande de t8le (20) qui fait saillie sur la face arrière de l'armature (5) qui fait face par un de ses deux c8tés longs s'étendant en direction longitudinale de l'armature, à la pièce de verrouillage (18) et est constituée avec une élasticité de ressorts transversalement à la direction de déplacement de l'armature (5). ) Dispositif suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le grand c8té de la bande de t8le (20) qui est éloigné de la pièce de verrouillage (18) se trouve à une très faible distance en face d'une butée (21) qui limite la course élastique de la bande de tôle. ) Dispositif suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'il est prévu, comme butée, la pièce de blocage (28) d'un second organe de positionnement piézo- électrique (22) disposé coaxialement au moins approximativement au premier organe de positionnement (12) de telle manière que les deux pièces de blocage (18, 28) se trouvent placées de chaque c8té de la bande de tôle (20).