Brevet FR2697607A1 — publié le 19940506

DISPOSITIF DE COMMANDE ELECTROMAGNETIQUE DE VANNE L'invention concerne un dispositif de commande électromagnétique de vanne, notamment pour des vannes utilisées dans le domaine de la construction automobile. Il existe de nombreux domaines, notamment celui de la construction automobile, où on est amené à utiliser des vannes dont la commande automatisée se fait par l'intermédiaire de signaux électriques. Le système de commande le plus simple est alors dit électromagnétique, la bobine d'excitation du système de commande alimentée par le courant d'alimentation créant un champ magnétique auquel est soumis un noyau mobile qui se déplace ainsi sous l'effet de ce champ. Ce noyau magnétique provoque à son tour le déplacement d'un poussoir qui commande mécaniquement la position de l'obturateur de la vanne. Dans certains domaines, notamment celui de la construction automobile, la vanne a pour fonction de contrôler le débit de liquides qui peuvent être relativement corrosifs ou agressifs soit du fait de la composition même du liquide, soit du fait que le liquide est porté, de plus, à des températures relativements élevées et/ou à des pressions élevées. Le plus souvent le système de commande est relié à la partie vanne proprement dite de telle manière que le dispositif de commande, et notamment sa bobine d'excitation, sont soumis à l'environnement du liquide à contrôler sauf à prendre des précautions particulières pour rendre étanche le logement de la bobine d'excitation. La figure 1 correspondant au document DE-A-3 418 654 montre de façon schématique un système de commande électromagnétique de vanne, notamment dans le domaine automobile. Sur cette figure, on a représenté une première pièce polaire magnétique 10 et une deuxième pièce polaire magnétique 12 qui définissent une cavité cylindrique 14 dans laquelle se déplace le noyau magnétique. On a représenté également sur cette figure, la bobine d'excitation 16 qui crée le champ magnétique de commande du noyau et qui est disposée dans un logement. Afin de créer une zone de coupe du flux magnétique, les pièces polaires 12 et 10 sont séparées dans leur portion qui limite la cavité 14 par un entrefer 18. Cet entrefer 18 disposé dans la paroi latérale de la cavité 14 crée une interruption dans le circuit magnétique qui provoque le passage du champ magnétique par le noyau autorisant ainsi la commande de déplacement de celui-ci.Cependant, la cavité 14 pouvant recevoir du liquide corrosif à contrôler, il est prévu entre les pièces polaires un ensemble 20 permettant de réaliser une étanchéité aux liquides entre l'évidement 14 et la bobine d'excitation 16. Cet ensemble d'étanchéité 20 qui remplit l'entrefer 18 est essentiellement constitué par une pièce cylindrique 22 en matériau amagnétique et par deux joints d'étanchéité annulaires 24 et 26. Avec les dispositions décrites ci-dessus, on obtient effectivement d'une part une zone de coupure du flux magnétique et d'autre part une étanchéité entre la cavité 14 et la bobine 16. Cependant, cette étanchéité nécessite la mise en place de la pièce additionnelle 22 et des joints 24 et 26 Iors des phases d'assemblage du dispositif de commande. On comprend qu'une telle disposition soulève certains problèmes. En effet, si lors du montage un joint d'étanchéité est oublié ou mal monté, la bobine d'excitation 16 n'est plus protégée vis-à-vis du liquide pénétrant dans la cavité 14. Un tel risque vient bien sûr perturber la qualité globable statistique des systèmes de commande produits en chaîne et donc la fiabilité globable des séries de systèmes de commande ainsi fabriqués. Un objet de la présente invention est de fournir un dispositif de commande électromagnétique de vanne qui tout en assurant un circuit de propagation du champ magnétique correct permet d'obtenir une étanchéité rigoureuse entre l'évidement dans lequel se déplace le noyau et le logement de la bobine d'excitation sans que cela nécessite la mise en place de pièces additionnelles, ce qui permet en conséquence d'éviter des risques d'erreur au moment de l'assemblage du dispositif de commande électromagnétique. Pour atteindre ce but, selon l'invention, le dispositif de commande électromagnétique de vanne qui comprend un noyau mobile, une bobine annulaire d'excitation, un ensemble de pièces polaires en matériau magnétique définissant un logement pour la bobine et définissant un évidement cylindrique d'axe XX' pour recevoir ledit noyau mobile, se caractérise en ce qu'une des pièces polaires constitue une paroi continue de révolution autour dudit axe XX' séparant ledit logement du noyau par rapport au logement de la bobine d'excitation en constituant au moins la paroi latérale dudit évidement, ladite partie constituant la paroi latérale comportant une zone de révolution d'épaisseur réduite par rapport au reste de la pièce formant ladite paroi, par quoi ladite zone d'épaisseur réduite constitue une zone coupe-flux. On comprend qu'ainsi, grâce à la forme même donnée à l'une des pièces polaires, on réalise d'une part une zone coupe-flux tout en assurant par la continuité de la pièce une fonction d'étanchéité ne nécessitant l'adjonction d'aucun joint d'étanchéité. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit de plusieurs modes de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux figures annexées sur lesquelles: - la figure 1, déjà décrite, est un exemple de réalisation selon l'art antérieur de dispositifs de commande pour vanne; - la figure 2 est une vue partielle en coupe verticale du dispositif de commande électromagnétique de vanne selon un premier mode de réalisation; et - la figure 3 est une figure semblable à la figure 2 montrant un deuxième mode de réalisation du dispositif de commande électromagnétique de vanne. En se référant tout d'abord à la figure 2, on va décrire un premier mode de mise en oeuvre du dispositif de commande électromagnétique de vanne. Sur cette figure, on a repris les références des parties communes à la figure 1 afin de mieux faire comprendre par contraste les caractéristiques originales de l'invention. Sur cette figure, on a donc représenté la bobine d'excitation 16 qui est bobinée sur un support isolant 30 de révolution autour de l'axe XX' de l'ensemble du dispositif de commande.La bobine annulaire 16 est disposée dans un logement également annulaire 32 défini par les différentes pièces polaires de ltélectro-aimant. On trouve tout d'abord une pièce polaire secondaire 34 constituée bien entendu à l'aide d'un matériau magnétique et qui géométriquement définit une des parois d'extrémité 36 de la cavité cylindrique 14 qui est de révolution autour de l'axe XX' et au moins une partie de la paroi latérale cylindrique 38 de la cavité 14. Cette pièce polaire 34 comporte également un prolongement 40 de la partie cylindrique 38 en forme de couronne circulaire disposé dans un plan orthogonal à l'axe XX' du dispositif de commande. Le circuit magnétique comporte également une pièce polaire principale 42 qui comporte un alésage axial 45.La pièce polaire principale définit d'une part la deuxième paroi d'extrémité 44 de la cavité cylindrique 14 et une portion de la paroi latérale cylindrique par l'intermédiaire d'une jupe cylindrique 46 coopérant avec un entrefer de révolution 48 ménagé dans la partie 38 de la pièce polaire secondaire qui constitue l'essentiel de la paroi latérale de l'évidement 14. En outre, la partie 38 de la pièce polaire secondaire 34 comporte une zone de révolution 50 d'épaisseur très réduite par rapport à l'épaisseur radiale de la partie courante de la portion 38 de la pièce polaire 34. L'évidement annulaire correspondant 51 est tourné vers le logement de la bobine 16. Le circuit polaire est complété par une virole de fermeture de flux 52 dont une extrémité 52a est montée serrée sur le prolongement 40 de la pièce polaire secondaire et dont l'autre extrémité 52b est montée serrée sur la partie de la pièce polaire secondaire 34 constituant la cloison d'extrémité 36 de l'évidement 14. La pièce 52 magnétique de fermeture de flux complète la définition du logement annulaire 32 pour la bobine d'excitation 16. Sur la figure 2, on a également représenté le noyau magnétique cylindrique 54 qui est guidé en translation par la coopération d'un ergot de guidage 56 solidaire de la cloison 36 et disposé selon l'axe XX' avec un alésage axial 58 ménagé dans le noyau 54. Sur cette figure, on a également fait figurer le poussoir 60 monté coulissant dans l'alésage 45 de la pièce polaire principale 42 et qui coopère par son extrémité 60a avec l'alésage 58 du noyau 54. On comprend qu'ainsi les déplacements du noyau 54, sous l'effet du flux magnétique créé par la bobine 16, sont transmis au poussoir 60 qui, à son tour, contrôle l'état d'ouverture de la vanne associée au dispositif de commande électromagnétique. On voit que la pièce polaire secondaire 34 définit de façon continue la cloison latérale limitant l'évidement 14 ainsi que sa cloison d'extrémité 36. Les parties 38 et 40 de la pièce polaire secondaire séparent de façon continue l'évidement 14 dans lequel se déplace le noyau 54 du logement 32 de la bobine réalisant ainsi une étanchéité parfaite. Cependant, grâce à la présence de la zone de révolution 50 d'épaisseur réduite, on réalise effectivement une zone de coupe-flux qui permet le fonctionnement satisfaisant du dispositif de commande électromagnétique. La figure 3 montre une variante de réalisation du dispositif de commande électromagnétique qui ne se distingue du premier mode de réalisation de la figure 2 que par le mode de guidage en translation du noyau 54 à l'intérieur de l'évidement cylindrique 14. Dans ce mode de réalisation, le guidage du noyau est assuré par une virole cylindrique amagnétique d'axe XX' 70 qui est disposée contre la face interne 38a de la portion cylindrique 38 de la pièce polaire secondaire 34. Ce mode de guidage permet bien sûr la suppression de l'ergot de guidage 56 de la figure 2. Cette solution est avantageuse lorsque la présence de la virole cylindrique 70 amagnétique est compatible avec le fonctionnement du dispositif de commande. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commande électromagnétique de vanne qui comprend un noyau mobile (54), une bobine annulaire (30) d'excitation, un ensemble de pièces polaires (34, 42, 52) en matériau magnétique définissant un logement (32) pour la bobine et définissant un évidement cylindrique (14) d'axe XX' pour recevoir ledit noyau mobile, caractérisé en ce qu'une des pièces polaires (34) constitue une paroi continue de révolution autour dudit axe XX' séparant ledit évidement pour recevoir le noyau du logement de la bobine d'excitation (30) en constituant au moins la paroi latérale (38) dudit évidement, ladite partie constituant la paroi latérale comportant une zone de révolution (50) d'épaisseur réduite par rapport au reste de la pièce formant ladite paroi, par quoi ladite zone d'épaisseur réduite constitue une zone coupe-flux. 2. Dispositif de commande électromagnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite pièce polaire (34) définit la paroi latérale (38) de l'évidement et une portion (40) de la paroi du logement (32) de la bobine (16), une pièce de révolution (52) de fermeture de flux complétant la définition dudit logement, et une deuxième pièce polaire (42) définissant la deuxième paroi d'extrémité (44) dudit évidement. 3. Dispositif de commande électromagnétique selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite deuxième pièce polaire (42) comporte un alésage axial (45) dans lequel est monté un organe poussoir (60) coopérant avec ledit noyau (54). 4. Dispositif de commande électromagnétique selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que ledit noyau est guidé en translation par un ergot axial (56) monté sur ladite première paroi d'extrémité (36) et coopérant avec un alésage axial (58) dudit noyau. 5. Dispositif de commande électromagnétique selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que ledit noyau (54) est guidé en translation par une virole cylindrique amagnétique (70) montée contre la face interne (38a) de la paroi latérale (38) dudit évidement (14).