Brevet FR2664087A1 — publié le 19920103

La présente invention est relative à un électro-aimant pour soupapes électro-magnétiques. Les électro-aimants actuellement utilisés comprennent essentiellement - un récipient en matériau non magnétique comportant des dispositifs assurant sa fixation sur le corps de la soupape électro-magnétique. - une pièce tubulaire en matériau non magnétique placée à l'intérieur du récipient de telle manière que l'une de ses extrémités soit tournée vers le corps de la soupape électro-magnétique. - un noyau fixe en matériau magnétisable bloqué à l'intérieur de la pièce tubulaire au niveau de l'autre extrémité de cette pièce tubulaire. - des moyens assurant la production d'un champ magnétique. - un noyau mobile en matériau magnétisable comportant un obturateur et pouvant se déplacer à l'intérieur de la pièce tubulaire sous l'action de la force magnétique produite par les moyens en question et en s'opposant à la force produite par des dispositifs élastiques. - ces électro-aimants traditionnels remplissent correctement la fonction pour laquelle ils ont été conçus, mais le prix de revient de leur réalisation influe d'une manière sensible sur leur valeur marchande. En particulier, la pièce tubulaire, en matériau métallique non magnétique, s'obtient à partir d'un élément tubulaire qui est soumis successivement à un alésage et à un façonnage au tour pour réaliser une pièce comportant une partie amincie se terminant par un épaulement correspondant à une première extrémité. La paroi amincie est donc déformée vers l'intérieur au niveau de la deuxième extrémité pour la fixation du noyau fixe. Le noyau mobile s'obtient à partir d'un profilé de section généralement circulaire dans lequel il faut ménager une cannelure s'étendant sur toute sa longueur. La réalisation de cette cannelure influe d'une manière considérable sur les frais de fabrication ; elle est cependant indispensable puisqu'elle permet le passage du liquide déplacé pendant le déplacement du noyau mobile à l'intérieur du noyau fixe. Dans un mode de réalisation, le noyau mobile s'obtient à partir d'un profilé de section polygonale inscriptible dans la section de la cavité intérieure de la pièce tubulaire. Ce système évite d'avoir à réaliser la cannelure sur le noyau mobile ; cependant, la réalisation d'un profilé de section polygonal revient plus cher que celle d'un profilé de section circulaire, de sorte que l'économie par rapport à la solution précédente est limitée. Par ailleurs, l'amincissement de la pièce tubulaire ne peut s'obtenir d'une manière satisfaisante qu au moyen de machines-outils ayant fondamentalement une grande rigidité et ne présentant pas de vibrations et qui, en outre, (compte-tenu du type d'élément particulier), doivent pouvoir fournir une grande production pour que le prix du produit reste dans les limites normales des prix pratiqués pour les petits objets métalliques façonnés au tour. Le prix de ces machines, s'ajoutant à la série des opérations nécessaires à la fabrication de l'électro-aimant, influe cependant d'une manière considérable sur son prix final. Le but de l'invention est d'éviter ces inconvénients en réalisant un électro-aimant qui ait une structure telle qu'il puisse être obtenu par un nombre réduit d'opérations sur les machines-outils en question, les autres opérations étant essentiellement simples et pouvant, par conséquent, s'effectuer également au moyen de machines-outils automatiques courantes, ce qui réduit d'autant les frais de fabrication. Ce but est atteint, suivant 1 invention, au moyen d'un électro-aimant du type défini dans le préambule de la revendication 1 dans lequel la pièce tubulaire est réalisée simultanément et d'une seule pièce avec le récipient, de préférence par estampage. La réalisation de la pièce tubulaire suivant l'invention évite les opérations de tournage, d'alésage, de montage à l'intérieur du récipient et dispense de prévoir des dispositifs de maintien entre la pièce tubulaire et le récipient. Il est possible par ailleurs de réaliser simultanément et d'une seule pièce les dispositifs de fixation du noyau fixe à la pièce tubulaire, ce qui réduit encore les frais de fabrication. Il est possible par ailleurs de donner à la section intérieure de la pièce tubulaire, au moment de sa fabrication, une forme telle qu'elle présente des dispositifs de guidage et des parties saillantes qui puissent servir d'appui au noyau mobile en le maintenant à une certaine distance de la paroi intérieure de la partie tubulaire. Ce système fournit en même temps au moins un passage pour le fluide déplacé par le mouvement du noyau mobile. Le noyau mobile peut donc être réalisé à partir d'un élément simplement cylindrique (dont le prix est inférieur à celui d'un élément correspondant de forme polygonale) sans qu'il soit nécessaire pour cela d'y ménager une cannelure pour le passage du fluide déplacé pendant son mouvement. L'invention est décrite ci-dessous d'une manière plus détaillée au moyen d'un exemple de réalisation non limitatif en se référant au dessin. La figure 1 est une coupe d'un électro-aimant suivant l'invention monté sur une soupape. La figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1, de la pièce tubulaire seule. La figure 3 est une vue en plan du récipient. La figure 4 est une vue éclatée du noyau mobile. Comme le montrent les figures, l'électro-aimant pour soupape électro-magnétique désigné dans son ensemble par la référence 1, comprend un récipient 2, une pièce tubulaire 3, un noyau fixe 4, des dispositifs de production du champ magnétique et un noyau mobile 6. Le récipient 2 est en matériau non magnétique et comporte un dispositif assurant sa fixation au corps 8 de la soupape. Dans l'exemple décrit, ce dispositif est constitué par un filetage 7. La pièce tubulaire est constituée par un matériau non magnétique qui est le même que celui du récipient 2 et comporte une première et une deuxième extrémités et iT- est placée à l'intérieur du récipient 2 auquel elle est fixée au niveau de sa première extrémité. Cette première extrémité est tournée vers le corps 8 (représenté en partie sur la figure 1) de la soupape électromagnétique à laquelle l'électro-aimant est associé. La pièce tubulaire 3 est réalisée simultanément et d'une seule pièce avec le récepteur 2, de préférence par estampage du même matériau plastique. La pièce tubulaire 3 comporte, au niveau de sa deuxième extrémité, des dispositifs qui assurent le blocage du noyau fixe 4 et qui, dans le cas décrit, comprennent des brides 9 qui sont élastiques dans le sens radial et, de ce fait, peuvent exercer une pression sur la surface latérale du noyau fixe 4 quand celui-ci est engagé entre elles. Les brides 9 sont réalisées simultanément et d'une seule pièce avec la pièce tubulaire 3 et par conséquent avec le récipient, ce qui réduit d'autant les frais de fabrication. Les dispositifs de blocage du noyau fixe comprennent par ailleurs un premier épaulement 10 ménagé sur la surface intérieure de la pièce tubulaire 3 et un épaulement correspondant 11 ménagé sur le noyau fixe 4. La pièce tubulaire 3 comprend une pluralité de parties saillantes longitudinales 12 (voir figure 2) réalisées directement pendant l'estampage par épaississement vers l'intérieur de la paroi de la pièce tubulaire 3. Ces parties saillantes longitudinales 12 constituent des dispositifs de guidage du noyau mobile 6 qui est maintenu tout en laissant au moins un espace vide par rapport à la paroi intérieure de la pièce tubulaire 3. Dans ces conditions, le fluide (généralement de l'eau) qui se trouve à l'intérieur de la pièce tubulaire 3 peut se déplacer le long de la pièce tubulaire en permettant le mouvement libre du noyau mobile 6. La présence des parties saillantes longitudinales 12 évite d'avoir à pratiquer une cannelure sur le noyau mobile 6 lorsque celui-ci a une section circulaire ou doit avoir une section polygonale. L'économie au stade de la réalisation est évidente. Dans l'exemple décrit, le noyau fixe 4 est obtenu à partir d'un profilé ou d'un produit obtenu par extrusion qui a une section circulaire et qui est placé à l'intérieur de la pièce tubulaire 3 de telle manière que l'une de ses extrémités soit tournée vers le noyau mobile 6 et que sa deuxième extrémité soit fixée à la deuxième extrémité de la pièce tubulaire 3. Pour le cas où l'électro-aimant fonctionne en courant alternatif, il est prévu qu'une pièce non magnétique soit placée à l'intérieur de la deuxième extrémité du noyau fixe 4. Cette pièce non magnétique est utile pour empêcher la production de courants parasites dus à l'alternance de la tension et du courant. Ce système, comme on l'a vu, est préférable pour les électro-aimants fonctionnant en courant alternatif, mais n'est cependant pas nécessaire pour ceux qui fonctionnent en courant continu. L'électro-aimant décrit dans l'exemple étant d'un type plus perfectionné, il comporte la pièce non magnétique qui est constituée (voir figure 4) par un anneau de cuivre 13 enfoncé coaxialement sur une partie cylindrique de support 14. La partie non magnétique 13 comporte ensuite, enfoncé sur elle, un anneau d'acier 15 dont le diamètre extérieur correspond à celui de la partie restante du noyau fixe 4. Les moyens qui assurent la production du champ magnétique comprennent une bobine 5 et l'élément correspondant qui ferme le flux magnétique 16, a une forme en "C" et est engagé en même temps que la bobine 5 sur la pièce tubulaire 3. Dans l'exemple décrit, le noyau mobile 6 est obtenu (comme on l'a déjà vu) à partir d'un produit tréfilé ou profilé de section circulaire autour duquel sont montés des dispositifs élastiques. Dans l'exemple décrit, ces dispositifs élastiques comprennent un ressort hélicoïdal 18 relié au noyau mobile 6 au niveau de l'extrémité de ce noyau qui porte l'obturateur 17. L'obturateur 17 coopère avec un siège monté sur le corps de la soupape 8. Pendant le montage, la bobine 5 est réunie à son élément 16 et tous deux sont engagés sur la pièce tubulaire 3 qui peut déjà contenir au moins le noyau fixe 4. Le noyau fixe 4 est inséré dans la pièce tubulaire 3 et reste bloqué en position grâce aux brides 9 et à l'engagement réciproque du premier épaulement 10 et du deuxième épaulement 11. Il peut être également prévu que l'expansion des brides 9 dans le sens radial (au moment de la mise en place du noyau fixe 4) ait pour effet de bloquer au moins dans le sens axial, dans sa position, la bobine 5 par suite de l'action de l'élément 16. De toute façon, le récipient 2 est ensuite rempli par une résine qui y est coulée et qui, en durcissant, bloque le tout. Pour plus de clarté, cette résine n'a pas été représentée sur la figure 1. Ensuite, le noyau mobile 6 est mis en place à l'intérieur de la première extrémité de la pièce tubulaire 3. Le ressort hélicoïdal 18 le maintient élastiquement en écartant le noyau fixe 4. Le filetage 7 assure la fixation de l'électro-aimant 1 au corps 8 de la soupape électromagnétique. Lorsque la bobine 5 n'est pas excitée, le noyau mobile 6 se stabilise dans la position de fermeture normale sous l'action du ressort 18. La description précédente met en évidence la facilité de réalisation et de montage d'un électro-aimant dans lequel le récipient 2 et la pièce tubulaire 3 sont obtenus par estampage simultané et une seule pièce dans les conditions déjà indiquées. Par contre, il est possible d'utiliser les brides 9 de telle manière qu'elles agissent aussi bien comme moyen de blocage du noyau fixe 4 dans la pièce tubulaire 3 que comme moyen de blocage, au moins dans le sens axial de la bobine 5 et de l'élément correspondant 16. REVENDICATIONS 1- Electro-aimant pour soupapes électro-magnétiques comprenant - un récipient (2) en matériau non magnétique comportant des dispositifs (7) assurant sa fixation sur le corps (8) de la soupape électro-magnétique, - une pièce tublulaire (3) en matériau non magnétique placée à l'intérieur du récipient (2) de telle manière que l'une de ses extrémités soit tournée vers le corps (8) de la soupape électro-magnétique, - un noyau fixe (4) en matériau magnétisable bloqué à l'intérieur de la pièce tubulaire (3) au niveau de l'autre extrémité de la pièce tubulaire (3). - des moyens (5) assurant la production d'un champ magnétique, - un noyau mobile (6) en matériau magnétisable comportant un obturateur (17) et pouvant se déplacer à l'intérieur de la pièce tubulaire (3) sous l'action de la force magnétique produite par les moyens en question et en s'opposant à la force produite par des dispositifs élastiques (18), caractérisé en ce que la pièce tubulaire (3) est réalisée simultanément et d'une seule pièce avec le récipient (2), de préférence par estampage. 2- Electro-aimant selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce tubulaire (3) comporte intérieurement des dispositifs de guidage (12) réalisés d'une seule pièce avec cette partie tubulaire (3) et peuvent servir d'appui au noyau mobile (6) situé à une certaine distance de la paroi intérieure de la paroi tubulaire. 3 - Electro-aimant selon la revendication 2, caractérisé en ce que les dispositifs de guidage servant d'appui au noyau mobile (6) comprennent au moins une partie saillante (12) ou dispositif de guidage obtenue par épaississement vers l'intérieur d'au moins une partie longitudinale de la paroi de la pièce tubulaire (3). 4 - Electro-aimant selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce tubulaire (3) comprend, au niveau de sa deuxième extrémité, des dispositifs de blocage (9) du noyau fixe (4) réalisés d'une seule pièce avec la pièce tubulaire (3). 5 - Electro-aimant selon la revendication 4, caractérisé en ce que les dispositifs de blocage comprennent des brides (9) qui sont élastiques dans le sens radial et exercent une pression sur la surface latérale du noyau fixe (4). 6 - Electro-aimant selon la revendication 1, caractérisé en ce que le noyau fixe (4) est du type comprenant une partie non magnétique (13) au niveau de l'extrémité tournée vers le noyau mobile (6). 7 - Electro-aimant selon la revendication 6,caractérisé en ce que la partie non magnétique comprend un anneau de matériau non magnétique (13), de préférence du cuivre poussé sur une partie cylindrique de support (14), et poussé sur cet anneau de matériau non magnétique (13) un anneau d'acier (15) dont les dimensions et la forme extérieures coincident sensiblement avec celles du noyau fixe (4). 8 - Electro-aimant essentiellement conforme à celui qui est décrit et représenté et répondant au but indiqué.