Brevet FR2784441A1 — publié le 20000414

L'invention se rapporte à un actionneur, en particulier pour une soupape réglable par la voie électromagnétique, comprenant une unité d'entraînement qui déplace un élément de réglage dans au moins une direction, l'élément de réglage étant subdivisé en au moins deux groupes structurels et étant susceptible d'être réglé dans sa position de levée vers une position de travail définie, dans le cadre d'une opération d'ajustage. Un actionneur pour une soupape réglable par la voie électromagnétique est connu par exemple du document DE 41 37 821 AI. L'actionneur comprend une bobine qui exerce une force magnétique sur un induit faisant office d'élément de réglage pour une soupape. Les actionneurs sont fréquemment constitués par une multitude de pièces individuelles dont les tolérances individuelles influencent le comportement de l'actionneur. Dans le cas d'un actionneur électromagnétique, la levée de travail de l'élément de réglage et la force active sont des paramètres de fonctionnement importants. Pour pouvoir respecter exactement ces valeurs d'influence, l'élément de réglage est réalisé, dans le document DE 41 37 821 Ai, subdivisé en deux groupes structurels et pourvu d'un dispositif d'ajustage. Le dispositif d'ajustage est constitué par une liaison vissée entre les deux groupes structurels de l'élément de réglage. A l'aide du dispositif d'ajustage, on peut régler la longueur totale de l'élément de réglage à une valeur définie. La mesure de longueur définie est en rapport avec l'ouverture centrale du boîtier de l'actionneur, laquelle est recouverte par une vis de fermeture qui présente des joints pour l'étanchement de l'ouverture du boîtier. L'écartement frontal entre la vis de fermeture et la face arrière de l'élément de réglage détermine la levée maximum de l'élément de réglage. La position de la vis de fermeture est prédéterminée par l'intermédiaire de la précontrainte nécessaire des joints. Par conséquent, si la mesure de longueur X est correctement réglée pour l'élément de réglage, les tolérances de la profondeur de l'ouverture de boîtier et la longueur de vissage de la vis de fermeture sont prises en considération pour déterminer la levée de travail. On a certes obtenu une réduction des influences possibles sur les tolérances, mais les tolérances sont encore mesurables dans leur effet. Il - Ce type de dispositif d'ajustage requiert un blocage supplémentaire de la longueur de réglage de l'élément de réglage, par exemple au moyen d'une pâte à filet. Il n'est autrement pas exclu que pendant le fonctionnement de l'actionneur ou lors du réglage de la précontrainte du ressort à l'intérieur de l'élément de réglage, le réglage de la longueur ne soit pas déréglé. On doit aussi considérer la taille des composants. La taille réelle des pièces individuelles est nettement inférieure de sorte que la liaison par vissage est nettement plus faible que supposée, la pression de service agissant sur la liaison vissée dans le canal d'écoulement (numéro de référence 8). La présente invention a pour objectif de développer un actionneur de telle sorte que la longueur de levée peut être déterminée le plus exactement possible, avec une fabrication peu complexe. Selon l'invention, cet objectif est atteint par le fait que l'actionneur présente un plan de référence sur lequel on peut ménager une butée faisant office de moyen d'ajustage, un groupe structurel de l'élément de réglage subdivisé coopérant lors du montage avec la butée, et un deuxième groupe structurel de l'élément de réglage étant maintenu par l'intermédiaire d'un dispositif de positionnement dans une position de travail définie, les deux groupes structurels de l'élément de réglage étant susceptibles d'être reliés par des moyens de fixation agissant dans au moins une direction. L'élément de réglage peut être réglé dans l'actionneur en ce qui concerne sa position de levée puisque le plan de référence fait partie de l'actionneur proprement dit. Par ailleurs, on peut utiliser une simple butée. Lors du réglage de la position de levée, seule une opération d'examen simple est nécessaire, en comparaison avec une opération de mesure comme dans le document DE 41 37 821 Ai. Selon une autre configuration, il est prévu dans une variante de réalisation qu'un des deux groupes structurels traverse l'autre, et qu'en il -- tant que moyen de fixation, une liaison par coopération de formes est réalisée entre les deux groupes structurels. La liaison par coopération de formes peut ainsi être formée par au moins un ergot radial qui s'engage dans un creux correspondant. En alternative, il est possible qu'un des groupes structurels présente un talon qui porte une douille de tolérance, la douille de tolérance étant susceptible d'être pressée dans une ouverture de l'autre groupe structurel de sorte qu'un soutien des deux groupes structurels a lieu par l'intermédiaire de la douille de tolérance. Par ailleurs, la charge limite de la coopération de formes peut être accrue par une rugosité correspondante des groupes structurels amenés en ajustage par pression. Il est également concevable d'utiliser une colle. Le plan de référence est ainsi avantageusement formé par une partie de boîtier qui est agencée stationnaire par rapport à la position de travail définie. Selon une autre configuration, la position de travail définie correspond à une position finale de l'élément de réglage. Il s'est avéré ici particulièrement avantageux que la position finale de l'élément de réglage soit formée par un siège de soupape à l'intérieur d'une soupape, dont le pilotage est effectué par l'actionneur. La position du siège de soupape et le plan de référence peuvent par exemple être en rapport du point de vue construction, de sorte que de ce côté, on ne doit s'attendre qu'à des tolérances de fabrication très faibles. Selon un autre mode de réalisation, les deux groupes structurels sont agencés en série l'un par rapport à l'autre, un élément de compensation déformable en direction de travail de l'actionneur étant agencé entre les éléments, celui-ci présentant après l'opération d'ajustage une longueur raccourcie par comparaison avec l'état initial. Les tolérances de mesure des composants concernés sont au moins compensées par la voie de l'écrasement. A l'état ajusté de l'élément de réglage, l'élément de compensation est ainsi déformé au-delà de l'état élastique. D'une part, on souhaite une force d'écrasement relativement faible, et d'autre part, la détente ne doit pas être trop notable. Il est prévu à cet effet que le matériau de l'élément de compensation présente un rapport limite d'allongement/ module d'élasticité aussi petit que possible. De nombreux essais ont montré que du point de vue de la précision de fabrication et des coûts de montage, il est avantageux que l'élément de compensation soit formé par une bague ondulée. Dans le cas d'une application de l'actionneur, par exemple dans un amortisseur de vibrations avec force d'amortissement réglable, dans lequel l'élément de réglage commande dans une soupape l'écoulement d'un fluide de travail, il est avantageux, du point de vue des vibrations de l'élément de réglage, en particulier d'un mouvement oscillatoire relatif entre le groupe structurel de l'induit et le groupe structurel du poussoir, que l'élément de réglage présente au moins une ouverture à étranglement qui est traversée par le fluide de travail et qui exerce ainsi un effet d'amortissement. Pour éviter des forces de serrage, il est prévu que plusieurs ouvertures à étranglement soient réalisées symétriques dans l'élément de réglage L'invention sera expliquée en détail ci-après à l'aide de la description des figures suivantes. Celles-ci montrent: figure 1 une coupe d'un actionneur selon l'invention dont l'élément de réglage est ajusté par une liaison à coopération de formes, figure 2 l'actionneur avec un élément de réglage qui présente un élément de compensation déformable, figure 3 l'actionneur présentant la forme de la figure 1 et comportant un élément de compensation de la figure 2, et figure 4 l'élément de compensation de la figure 2 en tant que pièce individuelle. La figure 1 montre un actionneur 1 partiellement monté, tel qu'on le connaît du document DE 197 22 216 Ai. Le contenu de cette demande de brevet doit faire entièrement partie de la description des figures qui suit. En alternative, en plus de la génération de force au moyen d'une bobine, telle que décrite dans le document DE 197 22 216 Ai, on peut aussi mettre en oeuvre des forces de réglage pneumatiques, hydrauliques ou piézo-électriques. A cette étape de montage, l'actionneur 1 est constitué par un boîtier 3 en forme de pot avec une ouverture de passage 5 destinée à recevoir un élément de réglage 7. L'élément de réglage est constitué de deux groupes structurels 9; 11, à savoir un groupe structurel d'induit 9 et un groupe structurel de poussoir 11 qui se laissent précontraindre en commun contre un siège de soupape 15, par la force de réglage à l'encontre d'un ressort de fermeture 13. Le siège de soupape constitue ainsi une position finale de l'élément de réglage 7. A l'état de montage représenté à la figure 1, le boîtier n'est pas encore relié à l'amortisseur de vibrations, mais il se trouve sur une plaque de montage. Pour cette raison, la force du ressort de fermeture 13 peut être beaucoup plus grande que celle du ressort qui est utilisé à cet endroit lorsque l'actionneur est entièrement monté. Le groupe structurel de poussoir 11 traverse le groupe structurel d'induit 9, les deux groupes structurels étant orientés de manière concentrique l'un par rapport à l'autre. Dans la moitié gauche de la coupe, une butée 16 est représentée de manière simplifiée faisant office de moyen d'ajustage qui repose sur un plan de référence 17 du boîtier 3. Lors du montage, le groupe structurel d'induit 9 est enfilé avec une rondelle d'espacement 19 sur le groupe structurel de poussoir jusqu'à ce qu'il vienne en appui sur la butée 16. La butée dispose au moins de la hauteur de la levée prévue du dispositif de réglage plus la hauteur de la rondelle d'espacement 19. La rondelle d'espacement sert à ce que le groupe structurel d'induit ne vienne pas en contact avec le plan de référence 17 en cas de très grandes vitesses de commutation de -1 l'actionneur en raison du mouvement oscillatoire dû à l'inertie de masse, et qu'il se produise des effets magnétiques d'adhérence. Dans le mode de réalisation selon la moitié gauche de la coupe, on utilise un outil de matage 21 qui fait agir le moyen de fixation sous forme d'une liaison par coopération de formes 23 entre le groupe structurel d'induit 9 et le groupe structurel de poussoir 11. La liaison par coopération de formes est constituée par au moins un ergot 25 radial qui s'engage dans un creux 27 correspondant. Dans la moitié droite de la coupe est représentée une douille de tolérance 29 qui prend appui sur un talon 31 du groupe structurel de poussoir 1. La douille de tolérance coïncide à l'intérieur d'une ouverture 33 avec le groupe structurel d'induit. La profondeur de l'ouverture 33 correspond au moins à la longueur de la douille de tolérance. Un outil de pressage 35 presse le groupe structurel d'induit 9 sur la douille de tolérance jusqu'à ce que la butée 16 soit atteinte. Les forces de montage axiales qui se produisent ici sont encaissées par le ressort de fermeture 13. Du point de vue de la force susceptible d'être encaissée en direction de travail, la liaison par coopération de formes peut être déterminée par une rugosité correspondante des pièces qui participent à l'ajustage par pressage. En plus ou de manière alternative, on peut aussi concevoir des colles. Pour les cas o les forces de montage seraient supérieures à celles qui sont susceptibles d'être encaissées par un ressort, on peut aussi à titre de remplacement utiliser une vis de réglage pour soutenir le groupe structurel de poussoir. Le boîtier 3 comprend non seulement le plan de référence 17, mais aussi la surface de siège de soupape 15. On peut mesurer directement et réaliser de manière très précise l'écartement entre ces deux surfaces, en particulier lorsque le boîtier 3 est tendu sur le plan de référence lors de l'usinage du siège de soupape. Le ressort 13 dans la liaison 15 constitue le dispositif de positionnement cité dans la revendication principale. En alternative, il faut aussi considérer la vis de réglage comme dispositif de positionnement. Il est important que le groupe structurel de poussoir 1 1 soit maintenu dans une position axiale définie par rapport au groupe structurel 9 jusqu'à ce que les moyens de fixation soient effectifs. Le mode de réalisation de la figure 2 montre l'actionneur au même état de montage que la variante de la figure 1. De façon différente, on utilise un élément de compensation 37 qui sert de moyen de fixation entre le groupe structurel d'induit 7 et le groupe structurel de poussoir 11. On introduit de nouveau l'élément de poussoir 11 dans le boîtier 3, la position étant déterminée par une surface de soupape 39 du poussoir de soupape 11. Le siège de soupape 15 repose sur une bague de soupape 51 qui est maintenue dans la phase de montage par une douille de soutien 43. La bague de soupape 41 forme un dispositif de positionnement, en liaison avec la douille de soutien 45 et une force de précontrainte, non représentée, sur l'élément de poussoir 1 1 en direction axiale. L'élément de compensation 37, qui est formé par une bague ondulée, est posé sur le talon 31 de l'élément de poussoir 1 1, en tant que moyen de fixation. Ensuite, la butée 16 est de nouveau maintenue sur le plan de référence, la hauteur de celle-ci correspondant à la rondelle d'espacement 19 de la figure 1. Ensuite, on met de nouveau en oeuvre un outil de pressage non représenté qui déplace le groupe structurel d'induit axialement en direction du siège de soupape jusqu'à ce que le groupe structurel vienne en appui sur la butée 16. L'élément de compensation est ici sensiblement déformé de manière plastique. On choisit le matériau en particulier en vue d'une détente élastique faible, la détente étant déjà prise en compte dans la hauteur de la butée. Entre le groupe structurel d'induit 9 et le groupe structurel de poussoir 9 est réglé un écartement qui est lui-même adapté à la position et à la longueur de la levée. La tension en direction axiale a lieu au fonctionnement grâce aux forces élastiques mises en oeuvre dans l'actionneur afin qu'il ne se produise pas de mouvements relatifs indésirables entre le groupe structurel d'induit et le groupe structurel de poussoir. Des mouvements oscillatoires éventuels sont encaissés par le groupe structurel d'induit qui présente des ouvertures à étranglement 45 qui sont traversées au fonctionnement de l'actionneur par un fluide de travail qui est reçu par l'actionneur à travers une ouverture 47 centrale et qui s'écoule sur la face postérieure du groupe structurel d'induit. La figure 3 doit illustrer que l'on peut aussi monter un actionneur avec la configuration du siège de soupape selon la figure 1 avec un élément de compensation de la figure 2. Le déroulement du montage correspond au processus de la figure 2. La figure 4 montre en tant qu'élément de compensation la bague ondulée des figures 2 et 3. L'élément de compensation peut certainement aussi être modifié. L'important est une déformabilité suffisante en liaison avec une élasticité et une détente élastique faibles. La bague ondulée réunit ces propriétés puisque l'effet d'élasticité baisse avec l'accroissement de la planéité et qu'en cas de surpression dans le domaine plastique, il ne se produit pas non plus de détente élastique notable. Revendications 1. Actionneur (1), en particulier pour une soupape réglable par voie électromagnétique, comprenant une unité d'entraînement qui déplace un élément de réglage dans au moins une direction, l'élément de réglage étant subdivisé en au moins deux groupes structurels et étant susceptible d'être réglé dans sa position de levée vers une position de travail définie, dans le cadre d'une opération d'ajustage, caractérisé en ce que l'actionneur (1) présente un plan de référence (17) sur lequel on peut ménager une butée (16) faisant office de moyen d'ajustage, un groupe structurel (9) de l'élément de réglage subdivisé coopérant lors du montage avec la butée (16), et un deuxième groupe structurel (11) de l'élément de réglage étant maintenu par l'intermédiaire d'un dispositif de positionnement dans une position de travail définie, les deux groupes structurels (9; 11) de l'élément de réglage (7) étant susceptibles d'être reliés par des moyens de fixation agissant dans au moins une direction. 2. Actionneur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un des deux groupes structurels (11) s'engage au moins partiellement dans l'autre groupe structurel (9) à l'état de montage achevé de l'élément de réglage et en ce qu'une liaison par coopération de formes est réalisée entre les deux groupes structurels (9; i 1) en tant que moyen de fixation. 3. Actionneur (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la liaison par coopération de formes (23) est formée par au moins un ergot radial (25) qui s'engage dans un creux (27) correspondant. 4. Actionneur (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un des groupes structurels (9; 1 1) présente un talon (31) qui porte une douille de tolérance (29), la douille de tolérance (29) étant susceptible d'être pressée dans une ouverture (33) de l'autre groupe structurel (9; 11) de sorte qu'un soutien des deux groupes structurels (11) a lieu par l'intermédiaire de la douille de tolérance. il 5. Actionneur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le plan de référence (17) est formé par une partie de boîtier qui est agencée stationnaire par rapport à la position de travail définie. 6. Actionneur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la position de travail définie correspond à une position finale de l'élément de réglage (7). 7. Actionneur (1) selon la revendication 6, caractérisé en ce que la position finale de l'élément de réglage est formée par un siège de soupape (15) à l'intérieur d'une soupape. 8. Actionneur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux groupes structurels (9; 11) sont agencés en série l'un par rapport à l'autre, un élément de compensation (37) déformable en direction de travail de l'actionneur (1) étant agencé entre les éléments (9; 1 1), celui- ci présentant après l'opération d'ajustage une longueur raccourcie par comparaison avec l'état initial. 9. Actionneur (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'élément de compensation (37) est déformé au-delà de l'état élastique, à l'état ajusté de l'élément de réglage (7). 10. Actionneur (1) selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'élément de compensation est formé par une bague ondulée. 11. Actionneur (1) selon la revendication 9, caractérisé en ce que le matériau de l'élément de compensation présente un rapport limite d'allongement/module d'élasticité aussi petit que possible. 12. Actionneur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément de réglage (7) commande dans une soupape l'écoulement d'un fluide de travail, l'élément de réglage (7) présentant au moins une ouverture à étranglement (45) qui est traversée par le fluide de travail. 13. Actionneur (1) selon la revendication 12, caractérisé en ce que plusieurs ouvertures à étranglement (45) sont réalisées symétriques dans l'élément de réglage (7).