Brevet FR2516698A1 — publié le 19830520

Ia présente invention concerne de façon générale le domaine des actiomnneurs électromécaniques, et elle porte plus particulièrement sur un actionneur électromécanique perfec- tionné qui peut etre verrouillé dans ses positions extremes. Diverses formes d'actionneurs électromécaniques et d'électro-aimants verrouillables-ont été développées jusqu'à présent De tels dispositifs de l'art antérieur sont décrits dans un ou plusieurs des brevets US suivants: 2 735 045, 3 368 788, 3 481 578, 3 502 105, 3 751 086, 3 814 376, 3 859 547, 3 886 507, 4 203 571 et 4 216 938 Parmi ces dis- positifs, celui du brevet US 3 814 376 comporte un aimant permanent intercalé entre deux bobines qui peuvent 9 tre ex- citées L'aimant permanent unique établit deux boucles magné- tiques, avec l'une d'elles entourant chaque bobinie. L'invention procure un actionneur électromécanique perfectionné qui utilise au moins deux aimants permanents et qui crée au moins quatre boucles magnétiques associées, indé- pendantes de la bobine. L'actionneur perfectionné comprend de façon généra- le: un corps constitué par une matière à perméabilité magné- tique élevée et comportant à l'intérieur une chambre qui est limitée par des première et seconde parois d'extrémité dis- tantes; un noyau mobile monté de façon coulissante dans le corps et ayant une armature disposée à l'intérieur de la chambre, ce noyau mobile pouvant se déplacer entre une posi- tion extrême à laquelle-une première surface de l'armature porte contre la première paroi, et une autre position extre- me dans laquelle une seconde surface de l'armature porte con- tre la seconde paroi, tout espace entre la première surface et la première paroi définissant un premier entrefer et tout espace entre la seconde surface et la seconde paroi définis- sant un second entrefer; une bobine blindée montée sur le corps et entourant l'armature; et au moins deux aimants per- manents montés sur le corps, l'un des aimants étant conçu de façon à créer dans le corps et dans l'armature une boucle ma- gnétique courte ne traversant pas la seconde paroi et une boucle magnétique longue ne traversant pas la première paroi, tandis qu'un autre aimant est conçu de façon à créer dans le corps et l'armature une boucle magnétique courte ne traver- sant pas la première paroi et une boucle magnétique longue ne traversant pas la seconde paroi. Le but général de l'invention est donc de réaliser un actionneur électromagnétique perfectionné. L'invention a également p Dur but de réaliser un actionrneur perfectionné dans lequel l'armature soit verrouil- lable dans l'une ou l'autre de ses positions extrgmes. L'invention a également pour but de réaliser un ac- tionneur perfectionné dans lequel l'armature puisse 4 tre dé- placée sélectivement sur une certaine course de fonctionne- ment et soit verrcuillable dans l'une ou l'autre de ses po- sitions extremes L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de modes de réalisation et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: Ia figure 1 est une coupe yerticale-longitudinale partielle de l'actionneur électromagnétique perfectionné, la partie supérieure étant représentée en coupe et la partie in- férieure n'étant pas coupée, pour montrer la configuration générale des divers éléments constitutifs. La figure 2 est une représentation non coupée de la partie supérieure représentée sur la figure 1, et elle montre l'armature dans une position centrale; La figure 3 est une représentatioisimilaire à la figure 2, mais montrant l'armature dans sa position verrouil- lée du côté gauche, et faisant apparaître visuellement la pré- dominance de la boucle courte du premier aimant et de la bou- cle longue du second aimant, lorsque l'armature est dans cette position. La figure 4 est une représentation similaire à la figure 2, mais montrant l'armature dans sa position verrouil- lée à droite, et faisant apparaître visuellement la prédomi- nance de la boucle courte du second aimant et de la boucle longue du premier aimant, lorsque l'armature est dans cette position. La figure 5 est une représentation similaire à la figure 2, mais montrant une paire de ressorts de sollicitation opposés qui agissent entre le noyau mobile et le corps. La figure 6 est un graphique représentant la force qui s'exerce sur l'armature en fonction de la position de l'armature, et montrant qu'on peut sélectionner la force ré- sultante exercée par les ressorts de sollicitation de façon à annuler la force à laquelle l'armature est soumise. Ia figure 7 est un schéma synoptique montrant l'uti- lisation d'un dispositif de détection de position pour produi- re un signal de réaction négative. Pour commencer, il convient de bien comprendre qu'on utilise des numéros de référence identiques pour identifier les mêmes éléments et/ou structures sur l'ensemble des figures, et que ces éléments et/ou structures sont décrits ou expliqués par l'ensemble du mémoire descriptif dont la description dé- taillée qui suit constitue une partie intégrante. En considérant maintenant les dessins, et plus par- ticulièrement la figure 1, on note que l'invention procure un actionneur électromécanique perfectionné, dont le mode de réa- lisation actuellement préféré est désigné de façon générale par la référence 10 Cet actionneur est représenté sous une forme qui comprend de façon générale un corps 11, un noyau-mo- bile 12 monté de façon coulissante dans le corps, une bobine 13 et deux aimants permanents 14, 15. Le corps 11 est construit en plusieurs parties et il est spécialement représenté sous une forme comprenant une partie extérieure 16, des parties d'extrémité gauche et droite 18, 19, un chapeau de fermeture 20, situé du côté gauche, et des parties intérieures gauche et droite 21, 22 Ces parties 16-22 du corps sont formées en plusieurs pièces, en une matiè- re à perméabilité magnétique élevées la partie extérieure 16 du corps est une pièce annu- laire de configuration spéciale qui se présente avec une forme générale en T, en coupe longitudinale Plus précisément, la partie extérieure 16 est limitée successivement par une surfa- ce cylindrique horizontale 23, faisant face à l'extérieur, une surface verticale annulaire 24 faisant face du côté droit, une surface cylindrique horizontale 25, faisant face à l'intérieur, une surface tronconique 26 faisant face à l'intérieur et à la 4. gauche, une surface verticale annulaire 28 faisant face à la gauche, une surface cylindrique horizontale 29, faisant face à l'intérieur et comportant une partie taraudée 30 près de son extrémité gauche, et une surface verticale annulaire 31, faisant face à la gauche et s'étendant radialement vers l'ex- térieur de façon à rejoindre la surface 23 La partie 16 du corps comporte deux trous horizontaux traversants 32, 32, qui s'étendent entre les surfaces 24 et 28 pour permettre le pas- sage de conducteurs électriques allant à la bobine. Ia partie gauche 28 du corps est également une piè- ce annulaire de configuration spéciale et, comme il est re présenté, elle est limitée successivement par une surface ver- ticale annulaire 33, faisant face à la gauche, une surface cy- lindrique horizontale 34, faisant face à l'intérieur, une sur- face verticale annulaire 35 faisant face à la droite, une sur- face cylindrique horizontale 36, faisant face à l'extérieur, une surface verticale annulaire 38, faisant face à la droite, une surface cylindrique horizontale courte 39, faisant face à l'extérieur, et une surface tronconique 40, faisant face à la -20 gauche et à l'extérieur et rejoignant la surface 33. La partie droite 19 du corps est symétrique de la partie gauche 18 et elle est limitée successivement par une surface verticale annulaire 41 faisant face à la droite, une surface cylindrique horizontale 42 faisant face à l'intérieur, une surface verticale annulaire 43 faisant face à la gauche, une surface cylindrique horizontale 44 faisant face à l'exté- rieur, une surface verticale annulaire 45 faisant face à la gauche, une surface horizontale courte 46 faisant face à l'ex- térieur, et une surface tronconique 48, faisant face à l'exté- rieur et à la droite et rejoignant la surface 41 la surface 48 de la partie droite est représentée en contact étendu avec la surface 26 de la partie extérieure. Le chapeau de fermeture 20 du corps est-une autre pièce annulaire de configuration spéciale et elle est limitée successivement par une surface verticale annulaire 49 faisant face à la gauche, une surface cylindrique horizontale courte faisant face à l'intérieur, une surface tronconique 51 fai- sant face à l'intérieur et à la droite, en contact étendu avec la surface 40 de la partie gauche, une surface verticale an- nulaire 52 faisant face à la droite, et une partie filetée extérieurement 53, faisant face à l'extérieur et conçue de façon à se visser dans la partie taraudée 30 de la partie ex- térieure Ce chapeau de fermeture 20 peut Ctre muni de trous appropriés (non représentés) destinés à recevoir un outil ap- proprié (non représenté) pour le faire tourner, permettant ainsi de visser le chapeau de fermeture dans la partie exté- rieure du corps; ou de le dévisser de cette partie. La partie intérieure gauche 21 du corps est une pièce annulaire et elle est limitée successivement par une surface cylindrique horizontale 54 faisant face à l'intérieur, une surface verticale annulaire 55 faisant face à la droite, une surface cylindrique horizontale courte 56 faisant face à l'extérieur, une surface tronconique 58 faisant face à l'exté- rieur et à la droite, et une surface verticale annulaire 59 faisant face à la gauche. La partie intérieure droite 22 du corps est symétri- que de la partie intérieure gauche 21 et elle est limitée suc- cessivement par une surface cylindrique horizontale 60 faisant face à l'intérieur, une surface verticale annulaire 61 faisant face à la gauche, une surface cylindrique horizontale courte 62 faisant face à l'extérieur, une surface tronconique 63 fai- sant face à l'extérieur et à la gauche, et une surface verti- cale annulaire 64 faisant face à la droite. Le premier aimant permanent 14, ou aimant gauche, est une pièce de forme annulaire et comporte une surface cy- lindrique horizontale 65 faisant face à l'intérieur, dont-le he vient en contact avec la surface 36 de la partie gauche, une surface verticale annulaire 66 faisant face vers la gauche qui vient en contact avec la surface 38 de la partie gauche, une surface cylindrique horizontale 68 faisant face à l'extérieur, et une surface verticale annulaire 69 faisant fa- ce à la droite et venant en contact avec la surface 59 de la partie intérieure gauche. Le second aimant permanent 15, ou aimant droit, a une structure similaire à celle de l'aimant gauche 14, et il comporte une surface cylindrique horizontale 70 faisant face à l'intérieur, dont le bord droit vient en contact avec la -surface 44 de la partie-droite, une surface verticale annu- laire 71 faisant face à la gauche qui vient en contact avec la surface 64 de la partie intérieure droite du corps, une surface cylindriïque horizontale 72 faisant face à l'extérieur, et une surface verticale annulaire 73, faisant face à la droi- te et venant en contact avec la surface 45 de la partie droite du corps L'aimant droit 15 est disposé de façon que son p 6 le sud S, faisant face à la gauche, se trouve face au p Clesimi- laire de l'aimant gauche 14, faisant face à la droite. La bobine annulaire 13 est disposée entre la partie extérieure 16 du corps, les parties intérieures 21, 22 du corps et les deux aimants permanents 14, 15 Une pièce diélec- trique annulaire 74,-relativement épaisse, est disposée entre la bobine et les-surfaces 52, 39, 68, 58, 56, 62, 63, 72, 46 et 28 Ainsi, lorsque la bobine est excitée, le champ magnéti- que qu'elle produit doit passer autour de la pièce diélectri- que 74 qui constitue effectivement un entrefer Il convient de remarquer à cet égard qu'aucune partie de la pièce diélectri- que n'est disposée entre la bobine et une surface 29 ode la partie extérieure du corps Par conséquent, lorsque la bobine est excitée, le champ magnétique peut entrer dans la partie extérieure du corps et passer autour de la bobine et de la pièce diélectrique. Le noyau mobile 12 comprend une tige 75, c 9 nsistant en une matière dépourvoe defaible perméabilité magnétique, et une arma- ture ferreuse 76 La tige 75 comporte une partie cylindrique horizontale 78 qui est placée de façon coulissante à l'inté- rieur de la surface intérieure 34 de la partie gauche du corps, une partie intermédiaire filetée extérieurement 79, et une au- tre partie horizontale cylindrique 80 qui est placée de façon coulissante à l'intérieur de la surface intérieure 42 de la partie droite du corps L'armature 76 consiste en une pièce de forme cylindrique ayant une surface annulaire verticale gauche 81, une surface annulaire verticale droite 82, une surface c>lindrique horizontale 83 faisant face à l'extérieur, et un trou traversant axial 84 qui est taraudé et dans lequel est vissée la partie filetée 79 de la tige Ainsi, la tige et l'armature sont accouplées rigidement pour former le noyau mobile L'armature est montée de façon coulissante à l'inté- rieur d'une chambre 85 du corps qui est définie par les sur- faces 35, 65, 54, 60, 70 et 43 La surface 35 constitue la paroi gauche de la chambre, la surface 43 constitue sa paroi droite, et les surfaces cylindriques continues 65, 54, 60 et font face à l'intérieur de la chambre, en direction radia- le le noyau mobile est ainsi monté de façon coulissante dans le corps entre une position extrême, à laquelle la surface gauche 81 de l'armature porte contre la surface 35 du corps, et une autre position extrême dans laquelle la surface droite 82 de l'armature porte contre la surface 43 du corps Sur la figure 1, l'armature est représentée dans une position inter- médiaire entre ces positions extr 9 mes, ce qui définit un pre- mier entrefer, ou entrefer gauche, 86 entre les surfaces 35 et 81, et un entrefer droit 88 entre les surfaces 43 et 82. lorsque l'armature est dans l'une ou l'autre des positions extrêmes, l'un des entrefers est supprimé, tandis que l'autre présente sa largeur maximale. On va maintenant considérer la figure 2 qui montre que la structure de l'actionneur perfectionné définit un cer- tain nombre de circuits ou de boucles magnétiques qui agis- sent conjointement les unes aux autres pour produire les ré- sultats désirés On utilise ici l'expression circuit ou bou- cle magnétique pour désigner le chemin que parcourt le flux depuis un pôle d'un aimant jusqu'à son pôle opposé. Ainsi, le premier aimant 14 comporte une boucle courte (L 51) qui relie ses pôles nord et sud, en passant par la partie intérieure gauche 21, l'armature 76, le premier en- trefer 86 (lorsqu'il existe) et la partie gauche 18 du corps. Le premier aimant 14 comporte également une boucle longue ('1) qui relie ses pÈles et qui passe par la partie intérieu- re gauche 21, l'armature 76, l'entrefer droit 88 (lorsqu'il existe), la partie droite 19 du corps, la partie extérieure 11 du corps, le chapeau de fermeture 20 et la partie gauche 18 du corps De façon similaire, le second aimant 15 comporte une boucle courte (Ls 2) qui relie ses p 8 les et qui passe par la partie intérieure 22 du corps, l'entrefer droit 88 et la partie droite 19 du corps, et il comporte également une bou- cle longue (LL 2) qui relie ses pôles en passant par la partie intérieure 22 du corps, l'armature 76, l'entrefer gauche 86, la partie gauche 18 ducorps, le chapeau de fermeture 20, la partie extérieure 11 du corps et la partie droite 19 du corps. Ainsi, chaque aimant-produit une boucle courte, située radia- lement à l'intérieur de la bobine blindée, et une boucle lon- gue qui entoure la bobine Du fait que les deux aimants sont disposés de façon que les p 8 les de mnme nom soient face à fa- ce, les directions de circulation du flux sont mutuellement opposées Ainsi, si on se représente visuellement le flux com- me circulant du p 6 le sud vers le pôle nord, le flux circule en sens d'horloge pour la boucle courte du premier aimant ( 51) tandis qu'il circule en sens inverse d'horloge pour la boucle courte du second aimant ( 152) Du fait de l'écartement axial entre les aimants, ces deux boucles courtes ne manifestent pas d'interaction L'homme de l'art notera que l'induction ma- gnétique (c'est-à-dire la densité de flux) dans chaque boucle courte dépend de la largeur de l'entrefer associé que le flux considéré doit traverser Par exemple, si l'armature est dans une position centrale telle que les entrefers 86 et 88 aient la même largeur, l'induction-magnétique dans les deux boucles courtes, I 51 et L 522 est approximativement égale si les aimants sont de même force. Cependant, si l'armature se déplace vers l'une ou l'autre des parois d'extrémité de la chambre, la-largeur d'un entrefer diminue tandis que celle de l'autre augmente de façon correspondante Par exemple, si l'armature se déplace vers la gauche pour porter contre la paroi gauche 35 de la chambre (figure 3), le premier entrefer 86 est supprimé, tandis que le second entrefer augmente jusqu'à sa largeur maximale Dans ces conditions, l'induction magnétique de la boucle courte du premier aimant ( 151) est maximale du fait que le premier en- trefer 86 a été supprimé, tandis que leinduction magnétique de la boucle courte du second aimant (Z 52) est minimale du fait que le second entrefer 88 qui s'oppose au flux est à sa lar- geur maximale. Inversement, si l'armature se déplace vers la droite pour porter contre la paroi droite 43 de la chambre (figure 4), l'induction magnétique de la boucle courte du second ai- mant ( 52) devient maximale du fait que le second entrefer 88 a été supprimé, tandis que l'induction magnétique dans la boucle courte du premier airant (L Si) devient minimale, du fait que le premier entrefer 86 est à sa largeur maximale En- tre ces deux extrermes de la position de l'armature, les induc- tions magnétiques dans les boucles courtes des deux aimants varient en fonction inverse de la largeur de l'entrefer proche associé Comme on l'a mentionné précédemment, il n'y a pas d'interaction entre les boucles courtes des deux aimants. Une situation différente se présente pour les bou- cles longues des deux aimants Le flux est représenté en sens inverse d'horloge dans la boucle longue du premier aimant, Li, tandis que le flux est représenté en sens d'horloge dans la boucle longue du second aimant, k 2 Contrairement aux deux boucles courtes qui ne donnent pas lieu à interaction, ces deux boucles longues doivent passer par la partie extérieure 11 du corps et, du fait que leurs chemins sont communs, leurs flux sont en opposition dans cet élément commun O Alors que les deux boucles courtes faisaient intervenir les entrefers pro- ches, les deux boucles longues doivent passer par les entre- fers distants, et l'induction magnétique dans chaque boucle- longue varie en fonction inverse de la largeur de l'entrefer distant Par exemple, lorsque l'armature est dans sa position centrale, ce qui fait que les entrefers 86 et 88 ont la même largeur (figure 2), les inductions magnétiques dans les bou- cles longues sont approximativement égales, en supposant tou- jours que les aimants sont de même force Dans ces conditions, les flux en opposition des boucles longues se soustraient et en fait s'annulent mutuellement dans la partie extérieure 11 du corps. Cependant, si l'armature se déplace vers la gauche pour porter contre la paroi gauche 35 de la chambre (figure 3), l'entrefer gauche 86 est supprimé tandis que la largeur de l'entrefer droit est doublée, par rapport à celle représentée sur la figure 2 Dans ces conditions, l'induction magnétique dans la boucle longue du second aimant est à son maximum, du fait que le premier entrefer 86 a été fermé, tandis que l'in- duction magnétique dans la boucle longue du premier aimant est réduite au minimum, du fait que le second entrefer 88, qui s'oppose au flux est à la largeur maximale. Inversement, si l'armature se déplace v-ers la droi- te pour porter contre la paroi droite 83 de la chambre (figu- re 4), l'induction magnétique dans la boucle longue du pre- mier aimant est maximale, du fait que-le second entrefer est fermé, mais l'induction magnétique dans la boucle longue du second aimant est à son minimu_ du fait que son premier entre- fer est à la largeur maximale o Naturellement, on peut exciter sélectivement la bo- bine 13 pour produire un flux de la bobine qui entoure la pièce diélectrique Le chemin du flux de la bobine est indi- qué par la ligne en pointillés 77 sur la figure 5 La polari- té du signal appliqué détermine la direction du flux de la bobine, tandis que l'induction magnétique dépend du niveau du signal appliqué Les aimants 14 et 15 ne sont que partielle- ment perméables au passage du flux de la bobine Le flux de la bobine emprunte le chemin de moindre résistance, en tra- versant si nécessaire les entrefers 86 et/ou 88, pour fermer son chemin qui entoure la bobine Le niveau et la polarité du signal appliqué permettentde commander sélectivement la po- sition de l'armature par rapport à la chambre. Ia structure originale de l'actionneur 10 procure un certain nombre d'avantages importants Tout d'abord, le signal appliqué à la bobine 13 permet de commander sélective- ment la position de l'armature Secondement, l'armature peut être "verrouillée" contre-l'une ou l'autre des parois de la chambre lorsque la bobine n'est plus excitée Par exemple, lorsque l'armature est dans sa position extrême vers la gau- che (figure 3), l'induction magnétique qui est devenue maxi- male dans la boucle courte du premier aimant est prédominante par rapport à l'induction magnétique, devenue minimales de la boucle courte du second aimant Simultanément, l'induction magnétique, devenue maximale, de la boucle longue du secoid aimant est prédominante par rapport à l'induction magnétique, devenue minimale, de la boucle longue du premier aimant Du fait que le flux est orienté en sens d'horloge dans la boucle courte du premier aimant comme dans la boucle longue du se- cond aimant, les inductions magnétiques correspondant à ces flux, devenues maximales, s'ajoutent mutuellement pour main- tenir l'armature dans une position"verrouillée" à gauche, con- tre la paroi gauche 35 de la chambre, jusqu'à ce qu'un signal d'inversion approprié soit appliqué à la bobine Inversement, si l'armature est dans sa position extrême à droite (figure 4), l'induction magnétique devenue maximale dans la boucle courte du second aimant est prédominante par rapport à l'in- duction magnétique devenue minimale dans la boucle courte du premier aimant Cependant, l'induction magnétique, devenue maximaledans la boucle longue du premier aimant est prédomi- nante sur l'induction-magnétique, devenue minimale, de la boucle longue du second aimant, et la résultante de ces deux flux nets superposés, orientés en sens inverse d'horloge, maintient fermement l'armature dans une position "verrouillée" contre la paroi droite 43 de la chambre, jusqu'à ce qu'un si- gnal d'inversion approprié soit appliqué à la bobine L'arma- ture peut ainsi être maintenue dans l'une ou l'autre'des con- ditions "verrouillées" extrgmes lorsque la bobine n'est plus excitée Entre ces deux extrêmes, on peut déplacer l'armatu- * re jusqu'à n'importe quelle position désirée par rapport à la chambre, en appliquant simplement un signal de commande appro- prié à la bobine Ainsi, dans l'une ou l'autre des conditions "verrouillées", le-flux dans la boucle longue d'un aimant s'ajoute au flux dans la boucle courte de l'autre aimant et renforce ce flux Ceci fait que l'actionneur perfectionné con- vient particulièrement bien pour une commande par "tout ou rien", du fait que l'excitation de la bobine peut 4 tre coupée, réduisant ainsi la consommation d'énergie, qui serait par ailleurs continue, lorsque l'actionneur est dans une condition verrouillée Ainsi, l'actionneur a un mode de fonctionnement semblable à celui d'une bascule et il est stable dans une con- dition verrouillée ou dans l'autre On peut cependant amener l'armature à n'importe quelle position intermédiaire en appli- quant sélectivement un signal de commande approprié. Fonctionnement proportionnel (fi Agures 5-7) Alors que les modes de réalisation représentés sur les figures 1-4 ont une action du type bascule, on peut mo- difier aisément l'actionneur de l'invention pour obtenir un fonctionnement proportionnel (c'est-à-dire que la position de l'armature est une fonction linéaire du courant de la bo- bine). Pour réaliser ceci, l'actionneur 10 représenté sur la figure 5 est muni d'un noyau mobile légèrement modifié, qui comporte un collet annulaire gauche 90 monté sur la tige 1075 et un ressort hélicoïdal 91 (ou un ressort -équivalent) ' qui est disposé fonctionnellement de façon à agir entre le collet 90 de la tige et la surface verticale annulaire 33, faisant face à la gauche, de la partie gauche 18 du corps. Si on le désire, on peut monter un collet annulaire 92 simi- laire sur une partie droite de la tige 75 et on peut disposer un autre ressort hélicoïdal 93 comprimé de façon à agir entre le collet 92 et la surface verticale annulaire 41, faisant face à la droite, de la partie droite 19 du corps Le type et la position de ces ressorts de centrage de l'armature ne sont indiqués qu'à titre d'exemple et peuvent être aisément modi- fiés par l'homme de l'art Lorsque l'armature se déplace par rapport au corps, l'un des ressorts est comprimé davantage tandis que l'autre se dilate Par exemple, si l'armature se déplaçait vers la gauche à partir de la position centrale re- présentée sur la figure 15, le ressort droit 93 serait davan- tage comprimé tandis que le ressort gauche 91 se dilaterait. Du fait qu'un ressort hélicoïdal a une relation force-déplacement qui est linéaire dans une plage de fonction- nement, on peut choisir le ou les ressorts de façon à équili- brer les forces magnétiques qui sollicitent l'armature vers une position verrouillée On a représenté sur la figure 6 la force exercée surl'armature -(en ordonnée) en fonction de la position de l'armature (en abscisse) Les diverses boucles magnétiques produisent des forces qui sollicitent l'armature de façon à la déplacer vers une position verrouillée ou l'au- tre, comme l'indique la courbe 94 On notera que la courbe 94 comporte une partie intermédiaire pratiquement linéaire de pente M 1, à l'intérieur d'une plage de fonctionnement pour la position de l'armature On peut choisir soigneusement les res- sorts 93 et 94 de façon que leur action résultante prod;uise une courbe indiquée en 95 sur la figure 6, ayant une pente M 2, dont la valeur absolue est pratique Dent égale à celle de la pente MI, mais dont le signe est opposé On peut aisément faire varier la pente de la courbe 95 en choisissant des res- sorts ayant la constante de rappel désirée, ou en réglant sé- lectivement la valeur de leurs déplacement de compression. Ainsi, lorsque les courbes 94 et 95 sont superposées dans la plage de fonctionnement, elles s'annulent effectivement mu- mutuellement, ce qui fait qu'une force résultante nulle s'exer- ce sur l'armature à n'importe quelle position de l'armature dans la plage de fonctionnement la figure 6 montre également avec des lignes en trait mixte l'application d'un courant de bobine positif (i = + 1) et l'application d'un courant de bobi- ne négatif (i =-l). A cet égard, on peut employer un dispositif de dé- tection de position 95 de type approprié, tel par exemple qu'un potentiomètre, pour détecter la position réelle de l'ar- mature, et pour fournir l'équivalent électrique d'une telle position détectée, sous la forme d'un signal de réaction néga- tive, comme le montre la figure 7 Dans ce dispositif, un si- gnal électrique de consigne (représentatif de la position dé- sirée de l'armature) est appliqué au point de sommation 96. Le dispositif de détection de position 95 applique le signal de réaction négative au point de sommation, et la somme algé- brique de ces deux signaux est appliquée à la bobine en tant que signal d'erreur le signal d'erreur produit un déplacement de correction de l'armature Finalement, l'armature atteint la position de consigne et le signal d'erreur est alors égal à zéro Dans ces conditions, l'armature demeure à la'position de consigne du fait qu'aucune force résultante ne s'exerce sur elle, dans la plage de fonctionnement Ainsi, un ressort au moins peut être disposé fonctionnellement de façon à offrir la possibilité d'un fonctionnement proportionnel dans la plage de fonctionnement, et cette possibilité peut être renforcée par. l'utilisation d'un transducteur de détection de position dans une boucle de réaction négative Ainsi, bien que l'actionneur de la figure 5 soit représenté avec deux ressorts, on peut n'en utiliser qu'un seul si on le désire. Variantes L'invention peut faire l'objet de nombreuses variantes On considère que les matières particulières qui constituent les diverses parties et les divers éléments ne sont pas critiques et peuvent aisément être changées On peut changer la position particulière des aimants Bien que des aimants annulaires soient préférés à l'heure actuelle, ceci n'est pas absolument intangible De façon similaire, l'homme de l'art peut modifier ou changer la forme particulière des éléments individuels Les divers éléments peuvent être réali- sés d'un seul tenant ou en plusieurs pièces, comme on le dé- sire Le blindage diélectrique, qui sépare la boucle longue de chaque aimant par rapport à sa boucle courte, peut égale- ment prendre diverses formes Si on le désire, la tige du noyau mobile peut être constituée par une matière à perméabi- lité magnétique On peut également modifier la manière selon laquelle l'armature ferreuse est fixée fonctionnelle- ment à la tige On peut également apporter d'autres change- ments et modifications L'invention procure ainsi de façon générale un actionneur électromécanique perfectionné qui com- porte un grand nombre d'avantages fonctionnels L'actionneur peut être adapté à de nombreuses utilisations, comme la com- mande du mouvement ou du déplacement d'un élément de vanne par rapport à un siège ou un orifice Ces applications sont diverses et étendues. Il va de soi que de nombreuses autres modifications peuvent 8 tre apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 Actionneur électromécanique caractérisé en ce qu'il comprend: un corps ( 11) formé par une matière à per- méabilité magnétique élevée et comportant une chambre inté- rieure ( 85) qui est limitée par des première et seconde pa- rois d'extrémité ( 35, 43) distantes; un noyau mobile ( 12) monté de façon coulissante dans le corps et ayant une arma- ture ( 76) qui est disposé dans la chambre, ce noyau mobile pouvant ttre déplacé entre une première position extr Sme dans laquelle une première surface ( 81) de l'armature porte con- tre la première paroi ( 35), et une autre position extrgme dans laquelle une seconde surface ( 82) de l'armature porte contre la seconde paroi ( 43), tout espace entre la première surface et la première paroi définissant un premier entre- fer ( 86) et tout espace entre la seconde surface et la secon- de paroi définissant un second entrefer ( 88); une bobine ( 13) montée dans le corps ( 11) et entourant l'armature; et' au moins deux aimants permanents ( 14, 15) montés dans le corps, un premier ( 14) de ces aimants étant disposé fonction- nellement de façon à établir dans le corps ( 11) et l'armature ( 76) une boucle magnétique courte (I 51) ne traversant pas la seconde paroi ( 43) et une boucle magnétique longue (:D 1,) ne traversant pas la première paroi ( 35), tandis qu'un second ( 15) des aimants est disposé fonctionnlellement de façon-à établir dans le corps et l'armature une boucle magnétique courte (Ls 2) ne traversant pas la première paroi et une bou- cle magnétique longue (LD 2) ne traversant pas la seconde pa- roi. 2 Actionneur électromécanique selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que les aimants ( 14, 15) sont dis- posés de façon que la direction du flux dans la boucle cour- te du premier aimant (Ls 1) soit opposée à la direction du flux dans la boucle courte du second aimant (" 52)o 3 Actionneur électromécanique selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que les aimants ( 14, 15) sont dis- posés de façon que la direction du flux dans la boucle longue du premier aimant (LL 1) soit opposée à la direction du flux dans la boucle longue du second aimant (LL 2) t 6698 4 o Actionneur électromécanique selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que les aimants ( 14, 15) sont dis- posés de façon que la direction du flux dans la boucle longue du premier aimant (LL 1) soit identique à la direction du flux dans la boucle courte du second aimant ( 132)O Actionneur électromécanique selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que les aimants ( 14, 15) sont dis- posés de façon que la direction du flux dans la boucle longue du second aimant ( 1,T 2) soit identique à la direction du flux dans la boucle courte du premier aimant (I 51). 6 Actionneur électromécanique selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que les inductions magnétiques dans la boucle courte du premier aimant (Ts 1) et dans la-boucle longue du second aimant (T 2 ') augmentent Iorsque la largeur du premier entrefer ( 86) diminue. 7 Actionneur électromécanique selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que les inductions magnétiques dans la boucle longue du premier aimant (,1) et dans la boucle courte du second aimant (L 52) augmentent lorsque la largeur du second entrefer ( 88) diminueo 8 Actionneur électromécanique selon la revendica- tion 6, caractérisé en ce que les inductions magnétiques dans la boucle courte du second aimant ( 152) et dans la boucle longue du premier aimant ( 1) diminuent lorsque la largeur du premier entrefer ( 86) diminue - 9 Actionneur électromécanique selon la revendica- tion 7, caractérisé en ce que les inductions magnétiques dans la boucle courte du second aimant ( 152) et dans la boucle longue du premier aimant (Ii 1) diminuent lorsque la largeur du second entrefer ( 88) dimi Sue. Actionneur électromécanique selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que les directions du flux des boucles longues des premier et second aimants (Ii', 2)sont en opposition dans une partie ( 16) du corps. 11 Actionneur électromécanique selon la revendica- tion 10, caractérisé en ce queon peut exciter sélectivement la bobine ( 13) pour produire dans ladite partie ( 16) du corps un flux correspondant à une direction et à une induction ma- gnétique désirées. 12 Actionneur électromécanique selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le premier aimant ( 14) est pla- cé à proximité de la première paroi ( 35) et le second aimant ( 15) est placé à proximité de la seconde paroi ( 43). 13 Actionneur électromécanique selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce qu'une surface située à un bord de l'armature ( 76), en position adjacente à la première paroi ( 35),vient en contact glissant avec le premier aimant ( 14). 14 Actionneur électromécanique selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce qu'une surface située à un bord de- l'armature ( 76), en position adjacente à la seconde paroi ( 43),vient en contact glissant avec le second aimant ( 15). Actionneur électromécanique selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que les boucles courtes des premier et second aimants (si, IJ 52) ne manifestent aucune interac- tion. 16 Actionneur électromécanique selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que l'armature ( 76) demeure dans une condition verrouillée lorsque la première surface ( 81) perte contre la première paroi ( 35), jusqu'à ce que la bobine ( 13) soit excitée de façon appropriée pour écarter l'armature par rapport à la première paroi ( 35). 17 Actionneur électromécanique selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que l'armature ( 76) demeure dans une condition Verrouillée lorsque la seconde surface ( 82) porte contre la seconde paroi ( 43), jusqu'à ce que la bobine ( 13) soit excitée de façon appropriée pour écarter l'armature par rapport à la seconde paroi ( 43). 18 Actionneur électromécanique selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un blindage diélectrique ( 74) qui est placé entre la bobine ( 13) et les aimants ( 14, 15) pour séparer les boucles courtes par rapport aux boucles longues. 19 Actiomneur électromécanique selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins un ressort ( 91, 93) qui agit entre le corps ( 11) et le noyau mo- bile ( 12) et qui s'oppose, de façon équilibrée, aux forces rnetioues qui sollicitent l'armature ( 76) vers June condi- tiorn verrouillée, dans une plage de mouve-ent de fonctiorne- ment. Actionneur électro-écanique selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce qu'il comprend deux ressorts ( 91, 93) disposés de façon à solliciter l'armature ( 76) vers une position centrale par rapport au corps ( 11), et ces ressorts s'opposent,de façon équilibrée, aux forces magntiques qui sollicitent l'armature vers une condition verrouillée, dans une plage de mouvement de fonctionnement. 21 Actionneur électromécanique selon la revendica- tion 19, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un dispo- sitif de détection de position ( 95) qui est disposé fonction- nellement de façon à détecter la position réelle de l'armatu- re ( 76) et à fournir l'équivalent électrique de cette posi- tion détectée. 22 Actionneur électromécanique selon la revendica- tion 21, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un point de sommation ( 96) conçu de façon à recevoir un signa I de con- signe, ainsi que l'équivalent électrique de la position dé- tectée, sous la forme d'un signal de réaction négative;eten ce le signal que ce point desommation applique à la bobine ( 13) est la somme algébrique du signal de consigne et du signal de réac- tion négative.