Brevet FR2585409A1 — publié le 19870130

DISPOSITIF D'ACTIONNEMENT ELECTRIQUE D'UN ORGANE,NOTAMMENT D'UN VOLET DE PAPILLON DE CARBURATEUR. L'invention est relative à un dispositif d'actionnement électrique d'un organe, du genre de ceux qui comprennent un moteur électrique et un réducteur entraîné par ce moteur, le réducteur comprenant une roue de sortie montée libre en rotation sur un arbre de sortie, et un embrayage électromagnétique comprenant une bobine montée sur une armature fixée à l'arbre de sortie,et une deuxième armature, susceptible de se déplacer par rapport à l'arbre de sortie et liée en rotation à la roue de sortie de manière à assurer l'entraînement en rotation de cette roue lorsque l'embrayage est excité. L'invention concerne plus particulièrement, parce que c'est dans ce cas que son application semble devoir présenter le plus d'intérêt, mais non exclusivement, un dispositif d'actionnement électrique pour volet de papillon de carburateur d'un véhicule automobile. Cette invention concerne avantageusement aussi la commande d'une pompe d'injection pour moteur diesel. Dans les dispositifs d'actionnement électrique connus, du genre défini précédemment, l'efficacité de l'embrayage électromagnétique demande à être améliorée. En effet, lorsque l'embrayage est excité, le déplacement axial de la deuxième armature susceptible de se déplacer par rapport à l'arbre de sortie est assuré, mais l'attraction magnétique entre l'armature fixée sur l'arbre de sortie et la deuxième armature peut ne pas être suffisante pour assurer une bonne liaison en rotation de la roue et de l'arbre de sortie. On peut être conduit, alors, à prévoir une liaison en rotation par crans ou analogues, entre la roue de sortie et une pièce fixée en rotation sur l'arbre. L'invention a pour but, surtout, de fournir un dispositif d'actionnement électrique du genre défini précédemment qui réponde mieux que jusqu'à présent aux diverses exigences de la pratique et qui, notamment, permette d'obtenir une action de collage efficace de la deuxième armature mobile contre l'armature fixée à l'arbre de sortie pour que la liaison en rotation de la roue et de l'arbre de sortie puisse être assurée, dans de bonnes conditions , par cette seule action de collage des armatures. Selon l'invention, un dispositif d'actionnement électrique d'un organe1 notamment d'un volet de papillon de carburateur d'un véhicule automobile, du genre défini précédemment,est caractérisé par le fait que la deuxième armature, susceptible de se déplacer axialement par rapport à l'arbre de sortie, est constituée par une plaque, ou analogue, en matière magnétique, montée flottante suivant la direction axiale par rapport à la roue de sortie, tout en étant lié en rotation à cette dernière, de telle sorte que ladite plaque peut venir s'appliquer suivant une surface maximale contre l'armature, fixée à l'arbre de sortie, lorsque l'embrayage est excité. La plaque flottante peut ainsi s'appliquer au mieux contre l'armature fixée à l'arbre de sortie, indépendamment de la roue qui peut rester immobile suivant la direction axiale, par rapport à l'arbre de sortie. Le couple d'entraînement magnétique entre la roue et l'arbre de sortie est ainsi optimal. La plaque montée flottante est avantageusement constituée par une rondelle plate. La liaison en rotation entre la plaque montée flottante et la roue du réducteur peut être assurée par des pions, ou analogues, orientés parallèlement à l'axe de l'arbre de sortie et engagés, avec une possibilité de coulissement parallèlement à l'axe, dans des logements de la roue. Ces pions peuvent être fixés par vissage ou par rivetage, ou par tout autre moyen approprié, sur la plaque. Avantageusement, la commande de l'embrayage est distincte de la commande du moteur ; si le moteur n'est pas alimenté et si le réducteur est du type irréversible, l'arbre de sortie peut être maintenu dans une position angulaire lorsque l'embrayage est excité tandis que cet arbre de sortie peut être ramené à une position initiale, par des moyens de rappel élastiques, lorsque l'embrayage est désexcité. Une telle commande convient en particulier pour l'actionnement d'un volet de papillon de carburateur qui peut rester ainsi dans une position déterminée, différente de la position de fermeture, alors que le moteur électrique n'est pas alimenté ; lorsque l'embrayage n'est plus excité, le volet de papillon revient à sa position de fermeture. La commande du volet de papillon, à partir de l'arbre de sortie, peut être assurée par un système d'entraînement à poulies et câble, ou à crémaillère et à roue. L'invention consiste, mises à part les dispositions exposées ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ciaprès à propos d'un mode de réalisation particulier décrit en détail avec références aux dessins ci-annexés, mais qui n'est nullement limitatif. La figure 1, de ces dessins, est.une coupe par un plan passant par l'axe de l'arbre de sortie d'un dispositif d'actionnement électrique selon l'invention. La figure 1A représente en détail une première variante de réalisation des moyens de liaison en rotation entre la plaque et la roue du dispositif de la figure 1. La figure 1B représente en détail une deuxième variante de réalisation des moyens de liaison en rotation entre la plaque et la roue du dispositif de la figure 1. La figure 1C représente en détail une troisième variante de réalisation des moyens de liaison en rotation entre la plaque et la roue du dispositif de la figure 1. La figure 1D représente à grande échelle la loupe marquée D sur la figure 1. La figure 2, enfin, est une vue schématique, en extérieur, du dispositif d'actionnement appliqué à la commande d'un volet de papillon de carburateur d'un véhicule automobile. En se reportant aux dessins, on peut voir un dispositif 1 d'actionnement électrique d'un organe 2 con située dans l'exemple d'application de la figure 2, par le volet 3 de papillon d'un carburateur de véhicule automobile. Le dispositif 1 comprend uii moteur électrique 4 dont seul le contour est représenté, et un réducteur 5 entrainé par le moteur 4. Ce réducteur 5 est avantageusement du type à vis sans fin 6 coopérant avec une roue dentée 7. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 1, la vis sans fin 6 est montée directement en bout de l'arbre du moteur 4, coaxialement à ce dernier. La roue 7 constitue la roue de sortie du réducteur 1. En variante, la roue de sortie du réducteur pourrait être constituée par une roue différente de la roue 7, la liaison en rotation entre les deux roues pouvant être assurée par un train de pignons supplémentaires réducteur. La roue 7 est avantageusement réalisée en matière plastique suffisamment dure. Cette roue 7 est montée libre en rotation sur l'arbre de sortie 8 du réducteur. Le cas échéant, la roue 7 peut être arrêtée en translation, par rapport à l'arbre 8, par des moyens d'arrêt axial non représentés tels que des bagues élastiques ancrées dans des gorges périphériques de l'arbre 8 et prévues de part et d'autre, axialement, du moyeu de la roue 7. Le dispositif 1 comporte un embrayage électromagnétique 9 comprenant une bobine 10 montée sur une armature 11 fixée en translation et en rotation sur l'arbre de sortie 8. Cette armature 11 est constituée par une sorte de manchon comprenant un évidement annulaire, s'ouvrant axialement en direction de la roue 7, et servant de logement à la bobine 10. L'armature il est située du côté de la roue 7 opposé à la partie de l'arbre 8 qui.fait saillie hors du carter 12 du réducteur 1. Ce carter comporte, de préférence, un prolongement tronconique 13 muni d'un alésage intérieur dans lequel est prévu un palier 14, suffisamment long, pour assurer un bon maintien en rotation de l'arbre 8. Le carter 12 du réducteur comporte une partie 15, partiellement cylindrique, dans laquelle est logée la roue 7. Cette partie 15 est prolongée, axialement, par une entretoise 16, fixée de manière démontable, par exemple par des vis 17, sur la partie 15. Il est ainsi possible de modifier un réducteur existant en allongeant la partie 15 avec l'entretoise 16 pour permettre l'implantation dans le volume intérieur du carter de l'armature 11 de l'embrayage électromagnétique 9. En variante, on peut, bien entendu, prévoir un carter de réducteur dont la partie 15 soit suffisamment longue axialement pour que l'entretoise 16 ne soit plus nécessaire. La fixation en rotation et en translation de l'armature 11 sur l'arbre 8 peut être assurée par tout moyen approprié, notamment par clavetage et bague d'arrêt axial. Cette armature Il est réalisée en matière magnétique, généralement en acier doux. La face transversale, de l'armature 11, située du côté opposé à la roue 7 est munie d'une plaque électriquement isolante 18 sur laquelle sont prévues deux pistes circulaires concentriques 19, 20 réalisées en une matière conductrice de l'électricité. Ces pistes 19, 20 sont reliées électriquement aux deux bornes d'alimentation de la bobine 10 par exemple par des conducteurs 22, 21 traversant l'épaisseur de l'armature 11, en étant isolés extérieurement. Le carter du réducteur est fermé, du côté opposé au prolongement 13, par une plaque 23 dans laquelle est prévu un insert isolant 24 supportant deux frotteurs 25, 26, orientés parallèlement à l'axe de l'arbre 8 et appuyant, élastiquement, contre les pistes respectives 19, 20. Ces frotteurs sont reliés à une alimentation électrique. Une deuxième armature 27, mobile axialement, est liée en rotation à la roue 7. Cette deuxième armature 27 est constituée par une plaque 28, ou analogue, en matière magnétique, en particulier en acier doux, montée flottante, suivant la direction de l'axe de l'arbre 8, par rapport à la roue 7. La plaque 28 est située au voisinage de la face transversale de la roue 7 tournée vers l'armature 11. La plaque 28 est liée en rotation à la roue 7. Sur le détail de la figure 1D on voit que l'on ménage un jeu îOa entre la bobine 10 et la plaque 28 de façon à assurer le contact entre la plaque 28 et l'armature 11 sans risque d'interposition de la bobine 10. Avantageusement, la plaque 28 a la forme d'une rondelle plate, reçue avec du jeu dans un évidement annulaire 29 prévu dans la roue 7. Le centrage de cette plaque 28 peut être assuré par des pions 31 ou analogues. Dans la réalisation de la figure 1, chaque pion 31 est fixé dans la plaque 28, à une de ses extrémités, par visage ou sertissage. Dans la variante de la figure 1A, le pion est constitué par un demi-crevé 31a obtenu à partir de la plaque 28. Dans la variante de la figure 1B, le pion 31b est constitué par un bossage cylindrique embouti obtenu à partir de la plaque 28. Dans la variante de la figure 1C, le pion 31c est un téton cylindrique plein obtenu par formage à partir de la plaque 28. La liaison en rotation de la plaque 28 avec la roue dentée 7 peut être assurée par les pions 31 ou analogues, engagés, suivant une direction parallèle à l'axe de l'arbre 8, dans des logements 32 de la roue 7, avec une possibilité de coulissement parallèlement à l'arbre 8. Pour améliorer l'auto-centrage de la plaque 28 on 1C), les pions 31c correspondants ne portant que sur une courbe méridienne directrice du logement 32c. La section axiale du logement 32c est une courbe de forme arrondie qui est tangente à la section axiale correspondante du pion 31c. De préférence, les logements 32 traversent complètement l'épaisseur de la roue 7. A son autre extrémité, située du côté de la roue 7 opposé à la plaque 28, chaque pion 31 comporte une tete 33 de plus fort diamètre que le logement 32 et propre à venir en butée contre l'entrée de ce logement. La distance d entre la base de la tête 33 et la plaque 28 est supérieure à l'épaisseur e de la roue 7 au niveau du logement 32. Ainsi, comme représenté sur la figure 1, lorsque les têtes 33 sont en appui contre la roue 7, un espace libre existe entre la plaque 28 et la face voisine de la roue 7. Lorsque les pions ne comportent pas de tête (voir sur les figures 1A, lB et 1C, les pions 31a 31b, 31c) la tenue de la plaque 28 est assurée au montage par l'empilement des pièces constitutives. On peut prévoir, mais cela n'est pas nécessaire, des moyens de rappel élastiques propres à appliquer la rondelle 28 contre la roue 7, en l'écartant de l'armature 11, lorsque l'embrayage n'est pas excité. Le fonctionnement - du dispositif d'actionnement représenté sur la figure 1 est le suivant. Lorsque l'embrayage 9 n'est pas excité, c'est-àdire lorsque la bobine 10 n'est pas alimentée électriquement, aucun champ magnétique n'est produit, et la rondelle 28 n'est pas appliquée contre l'armature 11. Si le moteur électrique 4 est alimenté, la vis sans fin 6, entraînée par le moteur, entraîne, à son tour, la roue dentée 7. Cette dernière tourne librement par rapport à l'arbre 8 qui reste immobile en rotation. Lorsque l'embrayage est excité, c'est-à-dire lorsque la bobine 10 est alimentée en courant électrique, le champ magnétique créé attire la plaque 28 contre l'armature 11. Cette plaque 28 montée flottante suivant la direction axiale se déplace, en translation, librement par rapport à la roue 7 et vient se coller contre la face voisine de l'armature 11. Grâce à ce montage flottant, la plaque 28 peut s'appliquer sur toute sa surface, contre l'armature 11 memQ Si la face de ladite armature 11 n'est pas rigoureusement parallèle à la face voisine de la roue 7. Le montage flottant permet de compenser ces légères variations de parallélisme. La roue 7 peut rester immobile axialement. L'efficacité de l'embrayage électromagnétique est donc sensiblement améliorée puisque l'entrefer est réduit au minimum du fait que l'armature mobile 27 vient s'appliquer avec exactitude sur toute sa surface transversale contre l'armature 11. Lorsque le moteur 4 est alimenté, la plaque 28 est entrainée en rotation par la roue 7. Le collage de cette plaque 28 contre l'armature Il assure l'entraînement de cette armature 11 en rotation. L'arbre 8, sur lequel est calée en rotation ladite armature 11, est également entraîné en rotation. La figure 2 illustre l'application du dispositif de la figure 1 à l'entraînement d'un volet de papillon de carburateur. Une poulie 34 est calée en rotation sur l'extrémité de l'arbre de sortie 8. Une autre poulie 35 de plus faible diamètre, est calée sur l'axe du papillon 3. Un câble 36 s'enroulant sur les deux poulies 34 et 35 assure la transmission de la rotation d'une poulie à l'autre. Le volet 3, ainsi que la poulie 35, est soumis à un couple de rappel élastique vers sa position de fermeture représentée sur la figure 2. Ce couple de rappel élastique peut être obtenu, par exemple, à l'aide d'un bras 37, calé sur l'axe de rotation du volet 3 et sollicité, à son extrémité éloignée du volet, par un ressort de traction 38 schématiquement représenté. schématiquement représenté. En variante, le volet 3 pourrait être soumis à un couple de rappel exercé par un ressort de torsion non représenté. Lorsque le moteur 4 est alimenté électriquement, la poulie 34 est entraînée en rotation dans un sens ou dans l'autre, modifiant en conséquence le degré d'ouverture du volet 3. La commande de l'embrayage 9 est distincte de la commande du moteur 4. Le réducteur 5, à vis sans fin et roue dentée, étant du type irréversible, il est à noter que si l'on maintient excité l'embrayage 9, alors que le moteur électrique 4 n'est plus alimenté, le volet 3 sera maintenu dans la position qu'il occupait du fait que le ressort de rappel 38 ne pourra déplacer la roue 7 liée en rotation à la poulie 34 par l'embrayage excité. Lorsque l'embrayage est désexcité, les moyens de rappel élastique formés par le ressort 38 ramènent le volet de papillon 3 en position de fermeture complète. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'actionnement électrique d'un organe (2), notamment d'un volet (3) de papillon de carburateur d'un véhicule automobile, comprenant un moteur électrique (4) et un réducteur (5) entraîné par ce moteur, le réducteur comprenant une roue de sortie (7) montée libre en rotation sur un arbre de sortie (8), et un embrayage électromagnétique (9) comprenant une bobine (10) montée sur une armature (11) fixée à l'arbre de sortie, et une deuxième armature (27) susceptible de se déplacer axialement par rapport à l'arbre de sortie, et liée en rotation à la roue de sortie pour en assurer l'entraînement en rotation lorsque l'embrayage est excité, caractérisé par le fait que la deuxième armature (27), susceptible de se déplacer axialement, est constituée par une plaque (28) ou analogue, en matière magnétique, montée flottante suivant Ja direction axiale, par rapport à la roue (7), tout en étant liée en rotation à cette dernière, de telle sorte que ladite plaque (28) peut venir s'appliquer suivant une surface maximale contre l'armature (11) fixée à l'arbre de sortie. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la plaque (28) montée flottante est constituée par une rondelle plate. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que les moyens de liaison en rotation entre la plaque (28) et la roue (7) comprennent des pions (31, 31a, 31b, 31ç) engagés, suivant une direction parallèle à l'axe de l'arbre de sortie (8), dans des logements (32) de la roue avec une possibilité de coulissement parallèlement à l'arbre (8). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les logements (32, 32c) traversent complètement la roue et que l'extrémité de chaque pion (31) située du côté de 3a roue (7) opposé à la plaque est formée par une-tête (33) de plus grand diamètre que le logement (32) de la roue. 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les logements (32, 32c) traversent complètement la roue et que chaque pion (31a, 31b, 31c) est constitué par une tige de coulissement sans tête venue de forme avec la plaque (28). 6. Dispositif selon la revendication 2 ou selon l'ensemble de la revendication 2 et de l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé par le fait que la roue (7) comporte, dans sa face tournée vers l'armature (11) fixée sur l'arbre (8), un évidement (29) dans lequel est logée, avec du jeu, la rondelle (28) formant la plaque, le centrage de cette rondelle étant assuré par des pions (31, 31a, 31ber 31). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la roue de sortie (7) est arrêtée axialement par rapport à l'arbre de sortie (8), tout en étant libre en rotation par rapport à cet arbre. 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que le carter du réducteur est prolongé par une entretoise (16). 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que I'armature (11) fixée sur l'arbre de sortie (8) comporte, du côté opposé à la roue (7), une plaque isolante (18) munie de deux pistes circulaires concentriques (19, 20) contre lesquelles appuient des frotteurs (25, 26) pour assurer l'alimentation électrique de la bobine (10). 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la commande de l'embrayage (9) est distincte de la commande du moteur (4) de telle sorte que, si le réducteur est du type irréversible, lorsque le moteur n'est pas alimenté, l'organe (2) peut être maintenu dans une- position grâce à l'excitation de l'embrayage (9), tandis que, lorsque l'embrayage (9) est désexcité, les moyens de rappel élastique (38) peuvent ramener l'organe (2) dans une position déterminée.