Brevet FR2588692A1 — publié le 19870417

STRUCTURE D'ACTIOYNEUR EIECTROKAGNETIQUE PVLARISE. La présente invention concerne une structure d'actionneur électromagnétique polarisé. Comme on le sait, dans différentes applications électromécaniques on a besoin d'utiliser des dispositifs qui transforment des signaux électriques de puissance extrêmement faible, de l'ordre de quelques dizaines de microvoltampères, en un travail mécanique de quelques dizaines de grammes pour produire le déplacement de quelques millimètres, de manière à actionner des mécanismes qui ont emmagasiné une puissance considérable et qui la restituent de diverses manières lorsque l'élément de verrouillage est libéré par ledit dispositif. De tels dispositifs qui sont couramment appelés actionneurs électromagnétiques, présentent dans leur forme de réalisation courante une enveloppe en forme de bordier à l'intérieur de laquelle est prévu un circuit magnétique constitué par un noyau fixe avec lequel coopère une armature mobile sur laquelle agit un ressort d'actionnement pour l'oscillation de l'armature. Sur le noyau fixe agit un circuit électrique constitué par une bobine à enroulement de fil conducteur ayant une section et un nombre de spires dépendant de la fonction qui doit être adómplie. Sur le noyau fixe agit encore un aimant permanent qui polarise le circuit magnétique de manière à maintenir l'armature mobile connectée au circuit magnétique à l'état de repos et en mesure d'effectuer l'actionnement d'un pivot ou analogues lorsqu'est excitée la bobine qui permet au moyen agissant sur l'armature mobile d'effectuer l'actionnement désiré. Bien que leur valeur soit indéniable du point de vue conceptuel, les actionneurs actuellement disponibles sur le marché s'avèrent dans la plupart des cas de construction très complexe, exigeant l'assemblage d'un nombre élevé d'éléments constituants et un accouplement mutuel difficile des éléments qui constituent ledit actionneur. Un autre inconvénient résulte encore du fait que la structure desdits actionneurs électromagnétiques de type connu n'est pas rationnelle et ne permet pas, dans la plupart des cas un montage rapide à l'aide de machines automatiques. Le but que se propose l'invention est précisément d'éliminer les inconvénients déplorés ci-dessus en réalisant une structure d'actionneur magnétique polarisé qui offre, bien qu'elle se rattache conceptuellement aux actionneurs électromagnétiques de la technique connue en ce qui concerne le principe de fonctionnement, la possibilité de rationaliser au maximum le positionnement et l'accouplement mutuels des différents éléments constituants. Un objectif particulier de l'invention, dans le cadre décrit ci-dessus, consiste à réaliser une structure d'actionneur électromagnétique dans laquelle les phases de montage des différents éléments constituants sont sensiblement simplifiées en permettant également leur éventuel assemblage par des machines automatiques. Encore un autre objectif de l'invention consiste à réaliser une structure d'actionneur électromagnétique dans laquelle il est possible d'obtenir une réduction des éléments constituants, tant à l'avantage de la simplicité de construction que de la fonctionnalité dudit actionneur. Un objectif de l'invention, nullement le dernier, est enfin de réaliser un actionneur magnétique qui offre par ses caractéristiques de construction particulières, la plus large garantie de fiabilité et sécurité en cours d'utilisation et qui soit en outre hautement compétitif d'un pointde vue purement économique. Les objectifs précités, ainsi que d'autres qui apparaitront mieux dans ce qui suit, sont atteints selon l'invention par une structure d'actionneur électromagnétique polarisé, caractérisée par le fait qu'telle comprend un corps principal définissant une cavité dans laquelle peut venir se loger la première branche d'un élément en U en matériau ferromagnétique ayant une seconde branche accouplée à une bobine pouvant être insérée dans un siège défini par ledit corps principal, ledit corps principal définissant une chanvre pour le logement d'un aimant permanent agissant sur ledit élément en U, ainsi que des moyens pour la mise en appui d'une armature mobile de fermeture du circuit magnétique et un compartiment pour le logement de moyens élastiques de rappel de ladite armature mobile, dans ladite structure étant en outre prévus un culot pouvant être accouplé à la partie inférieure dudit corps et une calotte supérieure définissant les moyens de guidage d'un pivot d'actionnement lui-même placé en interaction avec ladite armature mobile. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui va suivre, d'une structure d'actionneur électromagnétique polarisé, donnée à titre d'exemple indicatif, mais nullement limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels La Figure 1 représente une vue schématique en perspective explosée de l'actionneur selon l'invention La Figure 2 représente une vue en perspective explosée du corps principal ainsi que du culot et de la calotte supérieure ; et La Figure 3 représente une vue schématique en coupe de l'actionneur électromagnétique avec ses parties consti tuantes assemblées. En se référant auxdites figures, on peut voir que la structure d'actionneur électromagnétique polarisé selon l'invention, comprend un corps principal 1 qui présente avantageusement une conformation essentiellement en mode de bottier parallélépipédique, qui est muni de moyens de fixation pour la liaison de l'actionneur au mécanisme qu'il est destiné à actionner. Lesdits moyens de fixation sont avantageusement constitués par des oreilles ou anses 2 ou par d'autres éléments analogues qui sont directement aménagés d'une seule pièce avec le corps principal 1. Le corps principal 1 définit dans sa partie intérieure une cavité 3 ouverte à ses deux extrémités dans laquelle peut être insérée la première branche 4 d'un élément en U 5 qui sert à constituer le circuit magnétique et qui est avantageusement réalisé en un matériau ferromagné- tique. La seconde branche 6 de l'élément en U 5 s'accouple à l'intérieur d'une bobine 7 qui peut être insérée dans un siège 9 qui est défini à l'intérieur du corps principal. En outre, la bobine 7 présente dans sa partie inférieure des pédoncules 10 pour sa fixation, comme on le décrira plus en détails ci-après. Dans une zone comprise entre la cavité 3 et le siège 9 à l'intérieur de l'enveloppe en forme de boiter, est définie une chambre de logement 11 dans laquelle peut être positionné un aimant permanent 12 qui est accouplé par contact au tronçon central 13 de l'élément en U, de manière à réaliser la polarisation du circuit magnétique. La chambre de logement 17 précitée présente à son extrémité supérieure, à savoir la partie opposée par rapport à la partie de contact entre l'aimant permanent 12 et l'élément en U 5, des languettes élastiques 15 qui viennent en contact avec l'extrémité de l'aimant 12 pour le retenir en position et le pousser élastiquement contre ledit élément en U 5. Avantageusement, les languettes élastiques 15 sont réalisées d'une seule pièce avec le corps principal 1. L'actionneur électromagnétique est encore complété par une armature mobile, globalement indiquée par le repère numérique 20, qui présente à l'une de ses extrémités un perçage 21 pour l'accouplement avec un ressort de rappel élastique 22 pouvant être accouplé à son autre extrémité avec un élément d'accrochage 23 défini par le corps principal 1 à l'intérieur d'un compartiment 24 qui constitue la zone de logement dudit ressort 22. A l'autre extrémité, par rapport à celle d'accrochage au ressort 22, l'armature mobile 20 présente une zone de connexion 25 destinée à venir en contact avec l'extrémité de la seconde branche 6 de l'élément en U. Dans sa partie médiane, l'armature mobile présente des appendices latéraux 30, formés d'une seule pièce avec celle-ci et constituant la zone de mise en appui. De manière plus détaillée, l'armature mobile vient en contact, dans la zone comprenant les appendices latéraux 30, avec l'arête libre de la première branche 4 de l'élément en U 5 qui sert en pratique à constituer un élément d'appui. En outre, les appendices latéraux 30 s'accouplent avec des dents profilées 31 définies de manière correspondante sur le corps principal 1, de telle façon que les appendices 30 glissent en pratique sur les dents profilées 31 du corps 1 sous l'action de traction exercée par le ressort 22 tendant à présenter un axe incliné de manière à produire une composante horizontale de la force qui fait adhérer l'armature sur les dents profilées. Cette caractéristique permet d'obtenir un accouplement entre noyau et armature de type flottant, à savoir que la rotation de l'armature a toujours lieu d'une manière acceptable même dans le cas où des écarts dimensionnels du noyau existent, et l'accouplement entre noyau et armature est toujours correct du fait que les deux pièces se recherchent et se réacoouplent automatiquement. Le corps 1 présente encore dans sa partie inférieure des pédoncules fixes 40 qui permettent l'accouplement avec un culot 50 pouvant être engagé dans la partie inférieure du corps 1 et pouvant être fixé par rivetage à chaud des pédoncules 40 ainsi que des pédoncules 10 définis par la bobine 7. L'actionneur est encore complété par une calotte supérieure 51 qui réalise un trou de guidage 52 dans lequel peut coulisser un pivot d'actionnement 53 qui est placé en interaction avec l'armature mobile 20. Le fonctionnement a lieu en pratique de façon qu'à l'état de repos, la polarisation exercée par l'aimant permanent 12 maintienne l'armature mobile 20 en contact avec les deux extrémités des branches 4 et 6 de l'élément en U 5. Lorsque la bobine 7 est excitée avec du courant continu de manière à engendrer un flux magnétique de polarité opposée à celle de l'aimant permanent ou avec du courant alternatif sinusoidal, le flux engendré par la bobine 7 est supérieur à celui de l'aimant permanent 12 si bien que l'armature abandonne l'extrémité de la seconde branche 6 et effectue sous l'action de rappel du ressort 22 une rotation telle que décrite ci-dessus et pousse vers le haut le pivot d'actionnement 53 qui peut par suite exécuter le travail auquel il est destiné. D'après ce qui est décrit ci-dessus, on peut voir que l'invention satisfait les objectifs proposés et on soulignera en particulier l'extrême simplicité de construction de l'actionneur magnétique qui provient de la conformation -particulière adoptée pour son corps principal I qui permet de loger les éléments constituants individuels avec une stabilité et une sécurité extrêmement grandes, sans poser aucun problème pour leur insertion qui peut être effectuée aussi bien manuellement qu'avec des machines automatiques. Un autre aspect important de l'invention:est encore constitué par le fait que l'assemblage des différentes parties constituantes ainsi que de la calotte et du culot avec le corps 1 s'effectue avec rapidité et avec sécurité. il est entendu que l'on peut mettre en oeuvre l'invention selon de nombreuses modifications et variantes sans pour autant s'écarter de son cadre et son esprit. En pratique, les matériaux utilisés, dans la mesure où ils sont compatibles avec l'utilisation spécifique, ainsi que les dimensions et les formes contingentes peuvent être quelconques suivant les exigences. REVENDlCÂTl0NS 1 - Structure d'actionneur électromagnétique polarisé caractérisée par le fait qu'elle comprend un corps principal (1) définissant une cavité (3) dans laquelle peut venir se loger la première branche (4) d'un élément en U(5) en matériau ferromagnétique ayant une seconde branche(6) accouplée à une bobine (7) pouvant être insérée dans un siège (9) défini par ledit corps principal (1), ledit corps principal (1) définissant une chambre (11) pour le logement d'un aimant permanent (12) agissant sur ledit élément en U (5), ainsi que des moyens pour la mise en appui(31) d'une armature mobile (20) de fermeture du circuit magnétique et un compartiment (24) pour le logement de moyens élastiques (22) de rappel de ladite armature mobile (20), dans ladite structure étant en outre prévus un culot (50) pouvant être accouplé à la partie inférieure dudit corps (1) et une calotte supérieure (51) définissant les moyens de guidage d'un pivot d'actionnement (53) luimême placé en interaction avec ladite armature mobile (20). 2 - Structure d'actionneur électromagnétique polarisé selon la revendication précédente, caractérisée par le fait que ledit corps principal (1) présente sur sa surface extérieure des moyens (2) pour la fixationdudit actionneur au mécanisme à actionner. 3 - Structure d'actionneur électromagnétique polarisé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que ladite chambre de logement (11) dudit aimant permanent (12) présente à l'extrémité opposée par rapport à l'extrémité de contact dudit aimant permanent avec ledit élément en U (5), des languettes élastiques (15) pour le positionnement dudit aimant permanent (12). 4 - Structure d'actionneur électromagnétique polarisé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que lesdites languettes élastiques (15) sont réalisées d'une seule pièce avec ledit corps principal (1). 5 - Structure d'actionneur électromagnétique polarisé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que ladite armature mobile (20) présente des appendices latéraux (30) pouvant venir en contact avec lesdits moyens de mise en appui (31). 6 - Structure d'actionneur électromagnétique polarisé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que lesdits moyens pour la mise en appui de ladite armature mobile (20) sont constitués par des dents profilées (31) réalisées d'une seule pièce avec ledit corps principal (1) et positionnées latéralement à la zone d'affleurement de l'extrémité de ladite première branche (4), réalisant en coopération avec lesdites dents (31) un point d'appui pour produire un accouplement de type flottant entre ladite armature mobile (20) et ledit élément en U (5) constituant le noyau magnétique. 7 - Structure d'actionneur électromagnétique polarisé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que lesdits moyens de guidage dudit pivot d'actionnement (53) sont constitués par un trou de guidage (52) réalisé sur ladite calotte (51). 8 - Structure d'actionneur électromagnétique polarisé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que ledit culot (50) est associé audit corps principal au moyen de pédoncules fixes (40), prévus sur ledit corps principal (1), ainsi que de pédoncules (10) définis par ladite bobine.