Brevet FR2583209A1 — publié le 19861212

ELECTRO-AIMANT A COURANT ALTERNATIF L'invention concerne un électro-aimant à courant alternatif constitue' pour l'essentiel par le circuit électromagnétique comportant la bobine, la culasse et la palette ou le noyau plongeur, pouvant être déplacé en étant guidé axialement, et qui est bloqué contre toutes oscillations radiales au moyen d'un élément de compression chargé par un ressort, coulissant sur une surface conique fixe et guidé sans jeu contre la palette. Sur de tels élextro-aimants fonctionnnant au courant alternatif, la palette a tendance à osciller ce qui a pour effet de produire un bruit, à savoir un ronflement. L'une des mesures possibles à prendre contre ce ronflement est l'insertion d'une bague court-circuitée dans le noyau. Cette bague est destinée à produire un certain déphasage et à éliminer ainsi par avance la vibration de la palette. Toutefois, dans la pratique on a constaté que, malgré de telles mesures, une totale absence de ronflement ne peut être obtenue que si la fabrication et le montage des pièces concernées sont effectués avec un maximum de précision. I1 est vrai qu'il est également possible de réprimer, du moins dans une large mesure, par des moyens mécaniques le ronflement et le bruit générés lors du mouvement de déplacement axial de la palette. Par exemple, il est possible de fixer de petits ressorts à lames sur un côté de la palette, ces ressorts ayant pour effet de serrer constamment ladite palette sur le côté opposé contre son guidage. On obtient la même chose si l'on divise la palette longitudinalement et si l'on serre les deux moitiés de la palette au moyen de ressorts contre la paroi du guidage. On peut également faire s'étendre excentriquement la dernière spire d'un ressort de rappel conique de la palette, afin de presser de cette manière ladite palette latéralement contre le guidage et tenter ainsi de l'empêcher de vibrer. Toutefois ces solutions présentent l'inconvénient que la palette ne se trouve serrée que contre des parties limitées du guidage ce qui a pour-effet une usure avec abrasion de matière sur cet élément. En outre, la palette se déforme et ne peut plus se déplacer exactement dans le sens de son axe longitudinal. La même chose s'applique également aux électro-aimants sur lesquels un corps en forme de coin similaire à une clavette sert de moyen de compression latérale (brevet DE-PS 12 49 995), une telle clavette étant disposée sur le noyau plongeur de manière à pouvoir être déplacée au moyen d'un perçage longitudinal placé excentriquement par rapport à l'axe du cône, ledit cône en forme de coin étant en même temps supporté axialement dans le sens axial. Pour amortir une forte butée de l'armature sur le noyau et en même temps les bruits qui se produisent habituellement pendant ce phénomène, il est possible également de munir par exemple les surfaces polaires d'un revêtement élastique, non magnétique (modèle d'utilité allemand 68 07 087 et 19 80 806), qui est en général réalisé sous la forme d'un joint torique. Il est vrai que ceci conduirait en général à un amortissement des bruits de chocs mais non à une élimination des bruits de ronflement. La même chose s'applique aux soupapes magnétiques sur lesquelles le siège de soupape est constitué par un joint élastique (brevets DE-OS 16 00 717, 19 08 136 et 21 61 605). L'invention a pour but de créer un électro-aimant sur lequel les bruits de ronflement sont éliminés de manière particulièrement simple, tout en garantissant un guidage axial exact de la palette sans perte de- frottement sensible malgré la présence des moyens requis à cet effet. Ce but est atteint conformément à l'invention en se référant à un électro-aimant à courant alternatif du type mentionné cidessus, par le fait que l'élément de compression est réalisé sous la forme d'une bague de guidage, pouvant être déformée élastiquement sur son pourtour, et entourant la palette concentriquement, ladite bague de guidage étant placée d'un côté, par une surface conique concave, sur la surface conique mentionnée ci-dessus et sur l'autre côté de laquelle agit un ressort.Etant donné que la bague de guidage entoure constamment et concentriquement la palette, celle-ci est guidée de manière précise et sans déviation pendant tout son mouvement de déplacement, ce qui a pour effet, entre autres, d'éviter les- vibrations à orientation radiale de la palette et d'obtenir un frottement relativement faible entre l'armature d'une part et les éléments qui assurent son guidage d'autre part, à cela s'ajoute que, avec une fabrication précise, on a également la possibilité de faire guider la palette uniquement à travers le pourtour interne de la bague de guidage, rendant superflue toute fonction de guidage du tube qui dans d'autres circonstances, constitue le guidage proprement dit de la palette.Dans ce cas, la palette est placée à une certaine distance de ce tube de telle sorte que, même en cas de mouvements radiaux, il ne peut pas venir battre contre de tels guidages. Pour ce qui concerne sa matière et sa forme, la bague de guidage doit être conçue de telle manière qu'elle exerce par son pourtour interne une pression restant en principe constante, sans jeu, sur le pourtour cylindrique de la palette, les forces de friction devant restées d'une importance négligeable. Pour cette raison, le caoutchouc élastique mou ou la matière plastique ne sont en général pas pris en considération pour la réalisation de la bague de guidage. Par contre, les matières plastiques élastiques mais relativement dures à bas coefficient de friction, semblent appropriées. Pour assurer une élasticité suffisante de la bague de guidage e en direction radiale et un entourage sûr de la palette malgré la présence d'une telle matière rigide adéquate, il est possible que la bague de guidage soit fendue de sorte que grâce à la présence de la fente, il y ait suffisamment d'espace libre disponible pour réaliser une réduction du diamètre. La bague de guidage peut d'ailleurs être aussi fendue en plusieurs endroits ou interrompue de façon à être constituée en plusieurs segments non reliés entre eux ou seulement reliés par des barrettes élastiques. En outre, à cette même fin, la section de la bague de guidage peut être réduite par des encoches pratiquées dans certaines de ses parties. Le réglage de la force agissant radialement sur le pourtour de l'armature est obtenu par un équilibrage adéquat des surfaces coniques concourantes et par la force prédéterminée du ressort agissant axialement sur la bague de guidage, la seule chose à respecter étant que la palette puisse passer sans jeu et sans frottement sensible à travers la bague de guidage. Sur le dessin annexé sont représentés des exemples de réalisation de l'invention qui sont décrits plus en détail cidessous. Sur ce dessin La figure 1 représente une coupe longitudinale à travers un électro-aimant conforme à l'invention, la figure 2 représente une coupe longitudinale à une vanne comportant un électro-aimant conforme à l'invention, la figure 3 est une vue de dessus sur la bague de guidage et la figure 4 est une coupe à travers la bague de guidage représentée sur la figure 3 le long de la ligne de coupe IV-IV. Les électro-aimants ou les soupapes magnétiques du type représenté sur les figures 1 et 2 sont largement connus en ce qui concerne leur structure et leur fonctionnement, de sorte que l'on n'insistera ci-après que sur les parties essentielles de ces modes de réalisation et que, pour des motifs de simplification, nous utiliserons les mêmes repères de référence pour des éléments identiques ou à effet identique. Le circuit électro-magnétique de l'aimant conforme à la figure I est constitué par la culasse 1, le noyau 2, la palette ou noyau plongeur 3 respectivement en matière magnétique et par la bobine 4 qui est enroulée sur le porte-bobine 5 en matière plastique. Ce porte-bobine constitue en même temps, par son espace intérieur cylindrique creux d'une part un réceptacle pour le noyau 2 et d'autre part un guidage axial pour la palette 3 sur laquelle est posée une tige de réglage 3a qui s'étend à travers un perçage longitudinal du noyau. A ce sujet, il est précisé explicitement qu'en principe il n'est pas obligatoire que l'espace intérieur du porte-bobine 5 exerce une fonction de guidage, puisque cette fonction peut être exercée par la bague de guidage 7. Sur les extrémités libres de la tige de réglage 3a et de l'armature 3, des éléments de construction peuvent être raccordés de manière connue, ces éléments étant actionnes ou déplacés quand l'armature se déplace vers l'une de ses deux positions terminales possibles. Pour obtenir deux directions de mobilisation de la palette 3 par voie électromagnétique, la bobine 4 sera constituée par exemple de deux couches enroulées à contresens qui peuvent être alimentées en courant électrique séparément et alternativement selon le mouvement de déplacement souhaité de la palette. A l'extrémité du côté armature la culasse 1 présente une surface la similaire à un tronc de cône contre laquelle vient s'appliquer une surface 7a de la bague de guidage 7 dont la conicité concave présente une angulation correspondante de par exemple 45" par rapport à l'axe longitudinal, un ressort 8 en forme de joint annulaire ou de rondelle élastique fixée sur la culasse 1 venant se serrer de l'extérieur ou selon la représentation du dessin d'en bas sur la bague de guidage 7. Selon la déformation élastique pouvant être pré-déterminée et la force de compression du ressort 8, celui-ci appuiera plus ou moins fortement dans le sens axial sur la bague de guidage 7 entourant concentriquement l'armature, de sorte que cette bague aura constamment tendance à sortir de sa surface conique 7a si le champ libre est suffisant, vers la surface conique la faisant face à la première, et ceci avec une force composante de déplacement axial et radial simultanément. Ce mouvement glissant s' achève respectivement dès que le pourtour intérieur de la bague de guidage 7 vient s'appliquer contre le pourtour extérieur lui faisant face de la palette 3. Dans la figure 4, on a attribué une valeur de 450 à l'angle OC de la surface d'application 7a, par rapport à l'axe longitudinal 6. Il s'agit là d'une valeur préférentielle pour la pratique si le ressort 8 et la matière de la bague de guidage sont étudiés de manière adéquate bien que les limites de cet angle puissent se situer également dans un ordre de grandeur d'environ 400 Le circuit électromagnétique de la soupape magnétique représentée sur la figure 2 est constitué comme dans l'exemple décrit ci-dessus, de la culasse 1, le noyau 2 et la palette 3, ainsi que de la bobine 4 sur le porte-bobine 5. Dans le socle 9 de la soupape sont prévus les raccordements A et P et dans le noyau 2 le raccordement R. La palette 3 relie entre eux, sélectivement, les raccordements concernés selon sa position d'une manière connue en soi. Dans ce cas, la seule chose importante en rapport avec l'invention est le fait que la palette 3 soit maintenue dans la position représentée au moyen d'un ressort hélicofdal 10 conique et que ce ressort sert en même temps d'élément de compression indispensable pour la bague de guidage 7, de sorte que dans ce cas il n'est pas nécessaire de prévoir un ressort séparé et que le ressort 10 exerce ces deux fonctions. Par ailleurs, en ce qui concerne la conformation et la fonction du ressort et des surfaces coniques coopérantes, s'applique tout ce qui a été écrit ci-dessus en rapport avec l'exemple conforme à la figure 1. La figure 3 montre que la bague de guidage est munie d'une fente 7b et sur le pourtour extérieur d'encoches ou d'évidements 7c, afin de permettre, par une réduction correspondante de sa section, que la palette soit entourée élastiquement avec une force radiale relativement faible. Comme cela a déjà été mentionné plus haut, la bague de guidage 7 peut être réalisée aussi en plusieurs éléments annulaires séparés. On peut se représenter par exemple que l'encoche 7c visible en haut de la figure 3 soit remplacée par une fente 7b comme cela a été indiqué en pointillés sur cette même figure. En outre, il est encore possible que les segments constituant la bague de guidage soient reliés par des pontages minces et similaires à un film, de sorte que malgré la structure segmentée de la bague de guidage une manutention relativement simple soit assurée pendant le montage. Enfin, la bague de guidage peut être munie aussi sur son pourtour intérieur d'évidements de sorte qu'elle ne s'appliquera contre la palette que sur des trajets partiels de-son pourtour interne. REVENDICATIONS 1. Electro-aimant à courant alternatif constitué pour l'essentiel par le circuit électromagnétique comportant la bobine, la culasse et la palette pouvant être déplacée en étant guidée axialement et, qui est bloquée contre toutes oscillations radiales au moyen d'un élément de compression chargé par un ressort, coulissant sur une surface conique fixe et guidé sans jeu contre la palette, caractérisé par le fait que ledit élément de compression est réalisé sous la forme d'une bague de guidage (7) pouvant être déformée élastiquement sur son pourtour et entourant concentriquement la palette (3), bague de guidage qui s'appuie d'un côté par une surface conique concave (7a) sur ladite surface conique (la) et sur l'autre côté de laquelle agit un ressort (8, 10). 2. Electro-aimant à courant alternatif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la bague de guidage (7) présente au moins en un point une fente radiale (7b). 3; Electro-aimant à courant alternatif selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la bague de guidage (7) est constituée de segments annulaires. 4. Electro-aimant à courant alternatif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que la section de la bague de guidage (7) est réduite en sections partielles au moyen d'évidements (7c). 5. Electro-aimant à courant alternatif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que la surface conique (7a) de la bague de guidage (7) est inclinée en direction de l'axe du cône (6) d'un angle a dont l'ordre de grandeur se situe entre 40 ( 50 , de préférence aux environs de 450. 6. Electro-aimant à courant alternatif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le ressort (8) est réalisé sous la forme d'une rondelle élastique en forme de bague. 7. Electro-aimant à courant alternatif selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel la palette est maintenue dans l'une des positions finales possibles au moyen d'un ressort de rappel, caractérisé par le fait que ledit ressort de rappel (10) sert en même temps de ressort agissant sur la bague de guidage (7).