Brevet FR2709989A1 — publié le 19950324

La présente invention concerne les vibrateurs électromagnétiques dans lesquels le récipient vibrant ou auge recevant les pièces à soumettre aux vibrations est solidaire d'un noyau magnétique cylindrique monté à translation axiale dans une bobine devant un noyau cylindrique fixe. Ces vibrateurs peuvent être amenés à fonctionner de manière continue et ils sont soumis à un échauffement important. Cet échauffement est souvent excessif et il faut donc le réduire, en particulier pour respecter certaines normes d'utilisation. Des essais concernant la structure de la bobine, en faisant varier par exemple la section du fil et le nombre de spires, n ont pas permis de réduire la température du vibrateur de manière satisfaisante. La présente invention se propose de réduire l'échauffement du vibrateur électromécanique en agissant sur la structure du noyau. A cet effet, l'invention a pour objet un vibrateur électromagnétique, du type comportant une bobine d'induction cylindrique creuse dans laquelle sont disposés deux noyaux magnétiques de forme générale cylindrique, coaxiaux à ladite bobine et alignés dans le sens axial, à savoir un noyau fixe et un noyau mobile qui est monté à coulissement axial dans ladite bobine et dont l'extrémité opposée au noyau fixe est solidaire d'un récipient, caractérisé en ce que chacun des noyaux fixe et mobile est constitué, sur au moins une partie de sa longueur, d'une structure feuilletée obtenue par empilement de tôles magnétiques planes de faible épaisseur parallèles à l'axe du noyau de part et d'autre d'une tôle plane centrale diamétrale, ledit empilement étant disposé du côté du noyau adjacent à l'autre noyau. Cette structure permet d'obtenir une réduction notable de la température du vibrateur. Avantageusement, chaque noyau comporte, à son extrémité opposée à l'autre noyau, une partie cylindrique massive extérieure. Grace à cette disposition, on peut maintenir une bonne étanchéité du vibrateur, en particulier du noyau mobile, tout en obtenant une réduction importante de l'échauffement. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'épaisseur de la tôle centrale diamétrale est d'environ 4 mm. Par ailleurs, l'épaisseur des tôles magnétiques constituant l'empilement est d'environ 0,5 mm. Ce dimensionnement permet d'obtenir une réduction importante de l'échauffement tout en assurant une bonne tenue mécanique de l'ensemble. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, les tôles magnétiques de l'empilement sont assemblées par des rivets traversant l'ensemble des tôles. Avantageusement, lesdits rivets sont en aluminium. Selon une autre caractéristique de l'invention, les deux noyaux sont réalisés en un acier doux à très faible teneur en carbone et à forte teneur en manganèse; de préférence, cet acier doux comprend 0,007 % de carbone, 0,030 % de silicium et 0,50 % de manganèse. I1 a été constaté que l'utilisation d'acier doux à forte teneur en manganèse permet de réduire encore 1 'échauffement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui suit, d'un exemple de réalisation de l'invention, faite en se référant aux dessins ci-annexés sur lesquels - la Fig.l est une vue en coupe d'un vibrateur électromagnétique; - la Fig.2 est une vue de profil du noyau fixe; - la Fig.3 est une vue de face du noyau fixe; - la Fig.4 est une vue de profil du noyau mobile; - la Fig.5 est une vue de face du noyau mobile; - la Fig.6 représente en vue de profil un exemple de réalisation montrant les largeurs des différentes tôles magnétiques minces; - la Fig.7 est une vue éclatée du noyau fixe; et - la Fig.8 est une vue éclatée du noyau mobile. Le vibrateur électromagnétique représenté sur la figure 1, comporte essentiellement une carcasse magnétique 1 dans laquelle est disposée une bobine d'induction 2 de forme cylindrique creuse. A l'intérieur de la bobine 2 sont disposés deux noyaux magnétiques, un noyau magnétique fixe 3 et un noyau magnétique mobile 4. Ces deux noyaux sont coaxiaux à la bobine 2, placés en alignement axial et disposés chacun partiellement dans la bobine 2. L'extrémité extérieure 5 du noyau fixe 3 est filetée et coopère avec une plaque de fermeture arrière 6 qui comporte un trou fileté à cet effet. Un écrou 7 vissé sur l'extrémité 5 du noyau fixe 3 assure le blocage de ce dernier. Cette disposition permet de faire varier la position du noyau fixe 3 dans la bobine, par exemple pour régler l'amplitude des vibrations. Le noyau mobile 4 est monté à coulissement axial dans la bobine 2. Son extrémité extérieure traverse la carcasse 1 et elle est munie d'un soufflet 8 assurant l'étanchéité. Un récipient ou auge mobile 11 est fixé sur la carcasse 1 par l'intermédiaire de lamelles 12 formant ressort. L'extrémité extérieure 13 du noyau mobile 4 est solidarisée de l'auge 11, par exemple par vissage. L'invention concerne une structure de noyau qui permet de réduire l'échauffement du vibrateur. Comme on peut le voir sur les Fig.3 à 8, chacun des noyaux fixe 3 et mobile 4 est constitué, sur au moins une partie de sa longueur, par un empilement de tôles magnétiques planes de faible épaisseur 21, respectivement 22, qui sont empilées de part et d'autre d'une tôle centrale diamétrale 23, respectivement 24 qui constitue un support. On obtient ainsi une structure feuilletée pour les deux noyaux fixe 3 et mobile 4. Les deux parties feuilletées des noyaux 3 et 4 sont disposées à l'extrémité de chaque noyau qui est adjacente à l'autre noyau, c'est à dire à l'extrémité inférieure de chaque noyau. Avantageusement, l'autre extrémité de chaque noyau, à savoir l'extrémité extérieure 25, respectivement 26, est constituée par une pièce cylindrique massive. Cette dernière disposition permet de maintenir une bonne étanchéité de chaque noyau dans son logement dans la bobine 2, ce qui est particulièrement important pour le noyau mobile 4. Comme on peut le voir sur les figures 7 et 8, les tôles magnétiques planes de faible épaisseur 21 respectivement 22, sont assemblées sur la tôle centrale 23, respectivement 24, au moyeu de rivets 27, respectivement 28, qui traversent l'ensemble de tôles de faible épaisseur et de la tôle support qui présente à cet effet des trous alignés. Avantageusement, l'épaisseur des tôles magnétiques minces 21, respectivement 22 est d'environ 0,5 mm et l'épaisseur de la tôle centrale diamétrale 23, respectivement 24, est d'environ 4 mm. Grâce à ce dimensionnement, on peut obtenir une bonne tenue mécanique, tout en obtenant une réduction notable de l'échauffement. On peut voir sur la Fig.6 que la largeur des différentes tôles magnétiques successives est calculée en fonction du diamètre D du noyau. On obtient donc une structure en gradins dont chaque marche est constituée de plusieurs tôles magnétiques minces. Ce qui permet d'obtenir en profil une forme sensiblement circulaire. Avantageusement, les rivets 27 et 28 sont en aluminium. De ce fait, on réalise une isolation de manière à obtenir une structure analogue à celle d'un rotor de machine électrique en court-circuit. La Demanderesse a constaté que cette structure des noyaux permettait de faire descendre la température du vibrateur à 59 C. Pour réduire encore l'échauffement du vibrateur, les deux noyaux sont réalisés en acier doux à très faible teneur en carbone et à forte teneur en manganèse; on peut par exemple utiliser de l'acier doux comprenant 0,007 % de carbone, 0,030 % de silicium et 0,50 % de manganèse. On voit que l'invention permet, grâce à la structure particulière des noyaux, d'obtenir une réduction notable de l'échauffement global du vibrateur électromagnétique. REVENDICATIONS 1. Vibrateur électromagnétique, du type comportant une bobine d'induction cylindrique (2) creuse dans laquelle sont disposés deux noyaux magnétiques (3,4) de forme générale cylindrique, coaxiaux à ladite bobine et alignés dans le sens axial, à savoir un noyau fixe (3) et un noyau mobile (4) qui est monté à coulissement axial dans ladite bobine et dont l'extrémité (13) opposée au noyau fixe (3) est solidaire d'un récipient (11), caractérisé en ce que chacun des noyaux fixe (3) et mobile (4) est constitué, sur au moins une partie de sa longueur, d'une structure feuilletée obtenue par empilement de tôles magnétiques planes (21,22) de faible épaisseur parallèles à l'axe du noyau de part et d'autre d'une tôle plane centrale diamétrale (23,24), ledit empilement étant disposé du côté du noyau adjacent à l'autre noyau. 2. Vibrateur électromagnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque noyau (3,4) comporte, à son extrémité opposée à l'autre noyau, une partie cylindrique massive extérieure (25;26). 3. Vibrateur électromagnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur de la tôle centrale diamétrale (23;24) est d'environ 4 mm. 4. Vibrateur électromagnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur des tôles magnétiques (21;22) constituant l'empilement est d'environ 0,5 mm. 5. Vibrateur électromagnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les tôles magnétiques (21;22) de l'empilement sont assemblées par des rivets (27;28) traversant l'ensemble des tôles (21,23; 22,24). 6. Vibrateur électromagnétique selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits rivets (27;28) sont en aluminium. 7. Vibrateur électromagnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque noyau (3;4) est réalisé en acier doux à faible teneur en carbone et à forte teneur en manganèse. 8. Vibrateur électromagnétique selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit acier doux comprend 0,007 % de carbone, 0,030 % de silicium et 0,50 % de manganèse.