Brevet FR2810153A1 — publié le 20011214

La présente invention concerne les actionneurs de soupapes de moteur à combustion interne et se rapporte plus particulièrement aux actionneurs de soupapes électromagnétiques. Un actionneur de soupape comporte une partie mobile en équilibre entre deux ressorts en opposition, mise en mouvement par ou deux électroaimants. Cette partie mobile appelée " plateau " ou armature est traversée par un champ magnétique qui varie fortement à chaque commutation de soupape. II apparaît des courants induits appelés courants de Foucault qui deux conséquences fâcheuses - ces courants s'opposent à l'établissement du champ magnétique et engendrent aussi un retard dans l'établissement du champ et donc de la force agissant sur la soupape. Ce retard pénalise la précision et la performance du système - ces courants dissipent de l'énergie, ce qui augmente globalement la consommation électrique du système. Cela se traduit par une augmentation de la consommation de carburant par cycle et par une augmentation du dimensionnement électrique avec des conséquences économiques sur l'électronique, l'alternateur, la batterie et le câblage. Pour remédier à ce phénomène, le corps de l'actionneur qui constitue la partie magnétique fixe est réalisé en tôles de 0.35mm voire si nécessaire de 0.2 mm d'épaisseur. Malgré cela, des simulations et des essais montrent qu'environ de l'énergie électrique consommée sont perdus en courants de Foucault. L'invention vise à remédier aux inconvénients des actionneurs connus en créant un actionneur de soupape qui tout en étant d'une construction simple, assure un fonctionnement, précis et avec une consommation de courant minimale. Elle a donc pour objet un actionneur électromagnétique comprenant un corps magnétique fixe comportant au moins un électroaimant pourvu d'une bobine d'actionnement et un plateau mobile ou armature destiné à être à un organe à actionner, ledit plateau étant déplaçable par la force engendrée par la bobine dans le corps de l'actionneur, caractérisé ce que le plateau est un plateau au moins partiellement feuilleté. Suivant d'autres caractéristiques de l'invention - les tôles du plateau sont assemblées par plusieurs cordons de soudure; - les tôles du plateau sont assemblés par au moins une tige de liaison amagnétique engagee dans un passage transversal correspondant formé par la juxtaposition trous ménagés dans chacune desdites tôles ; - les tôles du plateau sont assemblées par un cerclage en matière amagnétique. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé donné uniquement à titre d'exemple et sur lequel - la Fig.1 est une vue schématique en perspective d'un actionneur suivant l'invention ; - la Fig.2 est vue en perspective éclatée d'un premier type d'actionneur de soupape deux électro-aimants ; et - la Fig.3 est vue schématique en coupe d'un second type d'actionneur de soupape à deux électro-aimants. L'actionneur représenté à la figure 1 comporte un corps magnétique 1 feuilleté, formé de tôles 2 comportant chacune trois branches parallèles 3,4,5, les branches centrales 4 formant ensemble un noyau sur lequel est enroulé un bobinage 6 d'actionnement. L'actionneur comporte en outre un plateau magnétique 8 d'entraînement d'un organe tel que par exemple une soupape non représentée, lié à la queue de la soupape. Suivant l'invention le plateau 8 est également feuilleté. Il est formé par l'assemblage de tôles 9 réunies entre elles par des cordons de soudure non représentés. Le feuilletage du plateau est réalisé dans le même sens que celui du corps magnétique fixe. tôles du plateau peuvent également être assemblées une ou plusieurs tiges de liaison amagnétiques engagées dans des passages transversaux correspondants formés par la juxtaposition de trous ménagés dans chacune des tôles 9. plateau feuilleté est avantageusement réalisé en tole de bonne perméabilité et de forte résistivité, par exemple de type AFK502 fabriquée et vendue par IMPHY UGINES. On a effectué des essais comparatifs entre un actionneur à plateau massif et un actionneur à plateau feuilleté et c'est ainsi l'on a établi qu'un plateau non feuilleté soumis à des commandes répétées (régime 6 OOOt/mn) dissipe plus de chaleur qu'un plateau feuilleté soumis au même régime. Pour un plateau non feuilleté, la température monte de en 1 minute. Pour un plateau feuilleté, la température monte de 5 C seulement. La puissance perdue par effet Joule dans un plateau non feuilleté est plus élevée que dans un plateau feuilleté. pertes par courants de Foucault sont de 40.2% pour un plateau feuilleté alors qu'elles ne sont que de 13.2 lo pour un plateau feuilleté. L'actionneur électromagnétique représenté à la figure 2 comporte deux électroaimants 11,12 comprenant chacun un corps magnétique feuilleté 13,14 analogue au corps 1 de l'actionneur de la figure 1. Sur les branches centrales 15,16 des corps 13,14 sont montés des bobines d'actionnement correspondantes 17,18. branches centrales 15,16 des deux corps ainsi que leurs branches latérales 19,20,21,22 se font face et définissent un entrefer dans lequel est monté déplaçable un plateau magnétique ou armature 24 feuilleté formé par l'assemblage de tôles 25. plateau 24 est réalisé d'une façon similaire au plateau 8 de l'actionneur de la figure 1. corps 13,14 des électroaimants 11,12 sont traversés une tige 26 traverse également le plateau feuilleté 24 rendu solidaire la dite tige. Les corps 13 et 14 sont assemblés entre des pièces de maintien d'extrémité 28,29 et des pièces latérales non représentées. Dans chaque pièce d'extrémité 28,29 est ménagé un logement 30,31 pour un ressort de rappel 32,33 maintenu dans le logement correspondant par un manchon borgne fileté extérieurement 33,34 est vissé dans un taraudage 35,36 correspondant du logement 30,31. Par leurs extrémités opposées à celles en contact avec les manchons borgnes 33,34, les ressorts 32,33 prennent appui les extrémités de la tige 26 par l'intermédiaire des disques tels que le disque 37. ressorts 32,33 sont comprimés par le vissage des manchons borgnes 33 dans les pièces de maintien 28,29 correspondantes. manchon 34 est traversé par la queue 39 d'une soupape 40, actionnée les déplacements de la tige 26 entraînée par le plateau 24, lui-même actionné par l'alimentation des bobinages d'actionnement 17,18. La nature feuilletée du plateau 24 améliore le fonctionnement de l'actionneur de la figure 2 de la manière décrite en référence à la figure 1. L'actionneur électromagnétique de la figure 3 comporte comme celui de la figure 2, deux électroaimants 41,42 dont les corps 43, en tôle magnétique feuilletée portent chacun une bobine d'actionnement 45, Entre les corps 43,44 disposés en regard l'un de l'autre par leurs cotés ouverts, est défini un entrefer dans lequel est monté déplaçable sous l'action des deux électroaimants un plateau 48 en tôles magnétiques 49 similaire aux plateaux 8 et 24 des modes de réalisation des figures 1 et 2. Le plateau feuilleté 48 est fixé à une extrémité d'une tige 50 de déplacement de la queue 51 d'une soupape 52 dont la tête coopère avec le siège 53 prévu dans une culasse de moteur C. La tige 50 traverse le corps 44 de l'électroaimant 42. Entre le corps 44 et un logement 55 de la culasse C entourant un passage 56 pour la queue 51 de la soupape 52, sont disposés deux ressorts de rappel 57,58 antagonistes prenant appui d'une part respectivement sur le corps 44 dans le fond du logement 55 et d'autre part, sur une pièce 59 de liaison entre la tige 50 et la queue de soupape 51. La présence du plateau feuilleté 48 améliore le fonctionnement de l'actionneur de la figure 3 la même façon que pour les actionneurs des figures 1 et 2. Dans les modes de réalisation qui viennent d'être décrits, le plateau lié à la soupape à actionner est entièrement feuilleté. Ce plateau peut également être partiellement feuilleté en prévoyant par exemple une partie centrale massive pour la fixation du plateau à la tige de déplacement et des parties latérales feuilletées. REVENDICATIONS 1. Actionneur électromagnétique comprenant un corps magnétique fixe feuilleté comportant au moins un électroaimant pourvu d'une bobine d'actionnement (6 ;17,18 ;45,46) et un plateau mobile ou armature (8 ;24 ;48) destiné à être lié à un organe à actionner, ledit plateau (8 ;24 ;48) étant déplaçable par la force engendrée par la bobine (6 ;17,18 ;45,46) dans le corps de l'actionneur, caractérisé en ce que le plateau (8 ;24 ;48) est un plateau au moins partiellement feuilleté. 2. Actionneur électromagnétique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les tôles (9 ;25 ;49) du plateau (8 ;24 ;48) sont assemblées par des cordons de soudure. 3. Actionneur électromagnétique suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les tôles (9 ;25 ;49) du plateau (8 ;24 -48) sont assemblées par au moins une tige de liaison amagnétique engagée dans un passage transversal correspondant formé par la juxtaposition des trous ménagés dans chacune desdites tôles. 4. Actionneur électromagnétique suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les tôles du plateau sont assemblées par un cerclage en matériau amagnétique. Actionneur électromagnétique suivant l'une des revendications 1 à 4, formant actionneur électromagnétique d'une soupape de moteur à combustion interne, caractérisé en ce que le plateau feuilleté ;48) est relié à une tige (26 ;50) de déplacement de la soupape (40 ;52). Actionneur électromagnétique suivant la revendication 5, comprenant deux électroaimants (11,12) dont les corps (13, en tôle magnétique feuilletée définissent entre eux un entrefer dans lequel est monté déplaçable le plateau (24), ledit actionneur comportant, associé à chaque électroaimant (11,12), un ressort de rappel de la tige (26) de déplacement de la soupape (40) disposé dans une pièce maintien d'extrémité lesdits ressorts étant liés chacun à une extrémité de la tige (26) de déplacement de la soupape (40), caractérisé en ce que la tige (26) de déplacement de la soupape qui traverse les deux corps (13,14) des électroaimants (11,12), traverse également le plateau feuilleté (24) auquel elle est fixée. 7. Actionneur électromagnétique suivant la revendication 5, comprenant deux électroaimants (41,42) dont les corps (43,44) en tole magnétique feuilletée définissent entre eux un entrefer dans lequel monté déplaçable le plateau (48), ledit actionneur comportant deux ressorts antagonistes de rappel de la tige (50) de déplacement de la soupape (52) disposés entre le corps (44) d'un électroaimant (42) et la paroi culasse (C) de moteur, caractérisé en ce que le plateau feuilleté (48) fixé à une extrémité de la tige (50) de déplacement de la soupape (52), ladite tige de déplacement (50) traversant le corps (44) de l'un (42) desdits électroaimants et étant fixée par son autre extrémité à la queue (51) de ladite soupape (52). 8. Actionneur électromagnétique suivant l'une des revendications 1 à caractérisé en ce que le feuilletage du plateau (8;24;48) est réalisé dans même sens que celui du corps magnétique fixe.