Brevet FR2545260A1 — publié le 19841102

"Circuit magnétique pour électroaimant" La présente invention concerne la réalisation du circuit magnétique fixe, également appelé "armature", d'un électroaimant faisant par exemple partie d'un électrocontacteur utilisable dans les démarreurs électriques pour moteurs thermiques, mais pouvant aussi faire partie de tout actionneur électromagnétique ou autre dispositif comportant application d'un électroaimant. Un électrocontacteur comporte essentiellement une bobine avec des enroulements électriques, un circuit magnétique fixe avec un noyau central situé au centre de la bobine et une armature extérieure entourant la bobine, et un noyau mobile suivant l'axe de la bobine et servant a ouvrir ou fermer des contacts électriques. Dans le cas d'un électrocontacteur pour démarreur, le noyau mobile sert en outre à l'actionnement d'un levier par l'intermédiaire duquel est commandée l'entrée en prise du pignon lanceur avec la couronne dentée liée au moteur thermique. Actuellement, dans ce genre d'électrocontacteurs, le circuit magnétique fixe comprend une cuve avec une forme dépot généralement obtenue par emboutissage, sur laquelle le noyau fixe est rapporté après mise en place de la bobine. L'armature est donc formée par une pièce relativement complexe, dont l'obtention se fait par emboutissage profond nécessitant la mise en oeuvre d'une machine conteuse. De plus, il risque de subsister un entrefer parasite entre la cuve et le flasque du noyau fixe, dfoù une diminution du rendement du circuit magnétique, obligeant à compenser les pertes magnétiques par une augmentation de la puissance de la bobine. La présente invention évite ces inconvénients, en fournissant un mode de réalisation du circuit magnétique qui, d'une part, ne nécessite qu'un emboutissage très limité donc très économique et qui, d'autre part, permet d'avoir un circuit sans entrefer autre que celui nécessaire pour permettre le déplacement du noyau mobile, d'où un rendement magnétique amélioré. A cet effet, l'invention a essentiellement pour objet un circuit magnétique pour électrsaimant dans lequel l'armature est constituée par une pièce métallique découpée possédant initialement une forme générale sensiblement plane et en étoile, avec une partie centrale formant ellemême ou recevant le noyau fixe et avec des pattes radiales rattachées à cette partie centrale, lesdites pattes étant toutes pliées et déformées de manière identique pour finalement former ensemble une configuration cylindrique ou prismatique, prévue pour entourer la bobine de l'électroaimant et pour délimiter dans la région des extrémités desdites pattes, un passage destiné au noyau mobile de 1 'électroaimant. L'armature est ainsi réalisée par découpage, emboutissage, pliage et formage d'une pièce initialement plane, en forme d'étoile. Lapartie centrale de cette pièce peut former elle-mtme le noyau fixe, de forme générale cylindrique, à fond plat ou conique. En variante, le noyau fixe peut être une pièce rapportée sur le flan découpé en forme d'étoile. Les pattes de ce flan destinées à être pliéesoet déformées, présentent avantageusement une partie de largeur décroissante près de leur extrémité libre.Elles sont pliées, à cette extrémité, une première fois vers l'intérieur de maniera à pouvoir finalement emprisonner la bobine, et une deuxième fois vers l'extérieur, avec déformation en secteur de cylindre, de manière à former ensemble un anneau de maintien du coussinet interposé entre la bobine et le noyau mobile de l'électroaimant. Par rapport à la partie centrale de la pièce considérée, les pattes sont d'abord relevées incomplétement, de manière à laisser entre leurs extrémités un passage d'un diamètre autorisant l'introduction axiale de la bobine et la mise en place du coussinet. Ensuite, les pattes sont resserrées de manière à se trouver finalement toutes parallèles à l'axe du noyau fixe et à définir ensemble une surface cylindrique ou prismatique, leurs extrémités se réunissant alors pour former l'anneau de maintien du coussinet. De préférence, un élément tubulaire est serré autour des pattes pliées, pour assurer la résistance mécanique de l'ensemble. Cet élément est par exemple un tube filé, rétreint par magnétoformage. On comprend que le circuit magnétique selon l'invention est réalisé par une succession d'opérations dont chacune est simple et ne nécessite pas la mise en oeuvre de moyens coûteux. Le circuit magnétique finalement obtenu possède une forme adaptée et il ne comporte pas d'entrefer parasite, la présence éventuelle de fentes de direction axiale entre les pattes ne constituent aucune zone du point de vue de la circulation du flux magnétique, et par ailleurs l'on obtient une armature assurant toutes les fonctions mécaniques désirées. Enfin, la forme extérieure éventuellement prismatique, et non pas cylindrique de cette armature ne saurait représenter un quelconque inconvénient. De toute fanon, llinvention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de ce circuit magnétique pour électroaimant et illustrant son mode d'obtention ainsi que l'une de ses applications particulières Figure 1 est une vue- en plan -du flan découpé, à partir duquel est réalisé le circuit magnétique selon l'invention Figure 2 est une vue en perspective illustrant les diverses phases intermédiaires de la réalisation de ce circuit magnétique Figure 3 est une vue en coupe passant par l'axe d'un électroaimant muni de ce circuit magnétique ;; Figure 4 est une vue en bout, avec coupe partielle, correspondant à figure 3 Figure 5 est une vue en coupe longitudinale d'un démarreur pour moteur thermique, avec électrocontacteur comportant application de la présente invention. L'invention concerne la réalisation du circuit magnétique fixe d'un électroaimant qui comporte essentiellement, comme le rappelle la figure 3 : une bobine (1) portant des enroulements (2), un noyau central fixe (3), une armature (4) entourant la bobine (1) et formant avec le noyau (3) le circuit magnétique fixe, et un noyau mobile (5) déplaçable suivant l'axe (6) de la bobine (1) et du noyau fixe (3). Comme cela est tràs généralement prévu, un coussinet (7) est interposé entre la bobine (1) et le noyau mobile (5), ce coussinet (7) étant maintenu en place par le noyau fixe (3) et par une partie de l'armature (4). L'armature 4) est réalisée en partant d'un flan métallique découpé, représenté à la figure 1, qui présente une forme en étoile avec une partie centrale pleine (8) et, se rattachant à la partie centrale (8), des pattes (9) s'étendant suivant des directions radiales et séparées par des intervalles angulaires réguliers, par exemple huit pattes (9) dont les directions forment deux à deux, des angles de 450. Une zone emboutie, au centre de la partie (8), forme le noyau fixe (3) comportant une surface latérale cylindrique et un fond soit plat, soit conique, ces deux possibilités étant illustrées sur les figures 3 et 4. Un noyau fixe de forme analogue pourrait aussi être éventuellement rapporté sur la partie centrale (8). Le noyau fixe (3) comporte, si l'application le justifie, un trou central (10) apte à être traversé par une tige mobile. Chaque patte radiale (9) présente une région principale (11) de largeur constante, et elle se termine par une partie (12) de largeur décroissante, elle-mSme prolongée par une languette terminale (13), toutes ces parties étant situées initialement dans un même plan comme montré sur la droite de la figure 2 en (I). Une première opération effectuée sur chaque patte radiale (9) consiste à la plier suivant une ligne trans versale (14), située à la limite de la région (11) de largeur constante et de la partie (12) de largeur décroissante. Les pattes (9) sont ainsi coudées une première fois comme indiqué en (II) sur la figure 2. L'opération suivante consiste à couder une deuxième fois l'extrémité de chaque patte (9), dans le sens opposé de l'opération précédente, le pliage étant réalisé entre la partie (12) de largeur décroissante et la languette terminale (13). Comme montré en (III) sur la figure 2, ce pliage est effectué suivant une ligne incurvée (15) et simultanément la languette (13) est déformée de manière à se présenter comme un secteur de cylindre. Dans la phase suivante, les pattes radiales (9) sont pliées suivant une ligne (16) située à leur jonction avec la partie centrale (8), ce pliage étant réalisé selon un angle (cx) inférieur à 90 , comme indiqué en ( toujours sur la figure 2. Les extrémités libres de toutes les pattes (9) se situent, à ce moment, sur un cercle inscrit (C) dont le diamètre (D) est légèrement supérieur au diamètre (d) de la bobine (1) - voir aussi figure 3. Dans cette position non définitive, la bobine (1) et le coussinet (7) sont montés autour du noyau fixe (3), leur introduction s'effectuant par un mouvement de direction axiale suivant la flèche (F). Après montage de la bobine (1), l'ensemble est poussé dans une filière grâce à laquelle les pattes (9) sont entièrement relevées, c'est-à-dire amenées dans une position où elles sont toutes parallèles les unes aux autres et resserrées , de maniera à définir une surface prismatique à base octogonale. Les pattes (9) empison- nent alors la bobine (1), une rondelle de calage (17) pouvant être interposée entre une joue de cette bobine (1) et les parties (12) des pattes (9) qui se rejoignent pour former une couronne - voir les figures 3 et 4. Les languettes terminales-(13) de toutes les pattes (9) forment alors un anneau complet servant au maintien du cous sinet (7). Enfin un tube filé (18) rétreint par magnétoformage ou autre procédé de formage, est serré autour de l'ensemble des pattes pliées (9), et il assure la résistance mécanique de l'assemblage. Sur la figure 3 sont indiqués, en traits mixtes, le noyau mobile (5) et une tige (19) traversant le trou central (10) du noyau fixe (3), dans le cas d'application de l'invention à un électrocontacteur de démarreur électrique pour un moteur thermique, notamment un moteur de véhicule automobile. Cette application particulière est plus complétement illustrée sur la figure 5, qui rappelle la structure d'un démarreur avec son moteur électrique (20) servant à l'entratnement en rotation du pignon lanceur (21), et son électrocontacteur (22) servant à actionner un levier (23) par l'intermédiaire duquel le pignon lanceur (21) est déplacé axialement, pour pouvoir entrer en prise avec la couronne dentée du moteur thermique. Le noyau mobile (5) de l'électrocontacteur (22) est lié, par l'intermédiaire d'une tige (24), à une extrémité du levier (23). La tige (19), déjà mentionnée plus haut, est déplacée par le mouvement du noyau mobile (5) à l'encontre de l'action d'un ressort de rappel (25), pour actionner des contacts électriques (26) par l'intermédiaire desquels le moteur électrique (20) est alimenté. L'utilisation d'un électrocontacteur (22) avec une armature (4) réalisée comme décrit ci-dessus conduit à une réduction de son coût et à une amélioration de son rendement par suppression de tout entrefer parasite. Il va de soi que l'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de ce circuit magnétique pour électroaimant qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemple ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation, telles que celles différant de l'exemple décrit par le nombre des pattes radiales pliées, ainsi que toutes les variantes d'application. REVENDICATIONS 1. Circuit magnétique fixe ou "armature" pour électroaimant, caractérisé en ce qu'-il est constitué par une pièce métallique découpée possédant initialement une forme générale sensiblement plane et en étoile, avec une partie centrale (8) formant elle-même ou recevant le noyau fixe (3), et avec des pattes radiales (9) rattachées à cette partie centrale (8), lesdites pattes (9) étant toutes pliées et déformées de manière identique pour finalement former ensemble une conformation cylindrique ou prismatique, prévue pour entourer la bobine (1) de l'électroaimant et pour délimiter, dans la région des extrémités (13) desdites pattes (9), un passage destiné au noyau mobile (5) de l'électroaimant. 2. Circuit magnétique pour électroaimant selon la revendication 1, caractérisé en ce que les pattes radiales (9) présentent une partie de largeur décroissante (12) pris de leur extrémité libre, et sont pliées, à cette extrémité, une première fois vers l'intérieur de manière à pouvoir finalement emprisonner la bobine (1), et une deuxième fois vers l'extérieur, avec déformation en secteur de cylindre (13), de manière à former ensemble un anneau de maintien du coussinet (7) interposé entre la bobine (1) et le noyau mobile (5) de l'électroaimant. 3. Circuit magnétique selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un élément tubulaire (18) est serré autour de l'ensemble des pattes pliées (9). 4. Circuit magnétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le noyau fixe (3) est constitué par une zone emboutie, à fond plat ou conique, de la partie centrale (8) de la pièce métallique découpée. 5. Circuit magnétique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par son application à la réalisation de l'armature (4)d'un électrocontacteur (22), notamment dans un démarreur électrique pour moteur thermique.