Brevet FR2816099A1 — publié le 20020503

L'invention concerne un actionneur électromagnétique pour l'actionnement d'un organe de positionnement, qui comprend au moins un électroaimant agencé dans un boîtier, ledit électroaimant agissant sur une armature constituée essentiellement de tôles orientées vers l'organe de positionnement. Du document WO 00/46490, on connaît un actionneur électromagnétique de ce type, destiné à l'actionnement d'un organe de positionnement, ce dernier étant une soupape d'échange de gaz dans un moteur à combustion interne. L'actionneur comprend au moins un électroaimant, formé par un corps de culasse avec une bobine, présentant au moins une surface polaire, et un élément d'armature mobile en va-et-vient par rapport à la surface polaire par l'intermédiaire d'un goujon de guidage. L'élément d'armature est formé par une plaque d'armature fermement reliée au goujon de guidage. La plaque d'armature comprend deux tôles de recouvrement entre lesquelles est agencé un empilement de lamelles constitué d'une pluralité de lamelles de tôles reliées fermement les unes aux autres, qui sont orientées perpendiculairement au tôles de recouvrement et qui sont reliées à celles-ci. On connaît encore de la demande de brevet plus ancienne portant le numéro DE 100 35 759.8 un actionneur électromagnétique pour l'actionnement d'une soupape d'échange de gaz dans un moteur à combustion interne, avec une armature pivotante montée en pivotement autour d'un axe entre deux électroaimants. L'armature comprend un canal pour le transport d'un fluide, et le canal est mené à travers l'armature perpendiculairement à la direction de déplacement de celle- ci. L'invention a pour objectif de perfectionner un actionneur de ce type générique. 2 2816099 Conformément à l'invention, cet objectif est atteint par le fait qu'au moins une tôle de l'armature comporte au moins une ouverture traversante qui forme un canal pour le transport d'un fluide. Un avantage essentiel de l'invention, c'est la réalisation simple du canal. Le canal apparaît automatiquement lorsqu'on assemble les tôles individuelles afin de constituer l'armature, c'est-à-dire qu'avant l'assemblage il suffit de pratiquer l'ouverture traversante dans la tôle, par exemple par découpe au laser ou par poinçonnage. Après assemblage des tôles individuelles en un empilement de tôles qui constitue l'armature, l'ouverture traversante est limitée latéralement par les tôles voisines. Si l'on prévoit avantageusement plusieurs tôles avec plusieurs ouvertures traversantes, on peut ainsi, par groupage et par empilage des tôles qui présentent les ouvertures traversantes, réaliser pour le canal des sections et des tracés divers. À l'intérieur d'une tôle, on peut également réaliser des contours incurvés, ce qui ne serait pas possible en perçant le canal. Avantageusement, le canal peut servir, à peu de frais structurels, à l'alimentation d'un élément de compensation de jeu et/ou à la lubrification des emplacements de palier de l'armature et/ou au refroidissement de l'armature. D'autres réalisations et avantages de l'invention ressortent du reste de la présente description. Un mode de réalisation de l'invention sera maintenant expliqué plus en détails à l'aide des dessins ci-joints, dans lesquels: la figure 1 représente une coupe à travers un actionneur selon l'invention, illustré de manière schématique, avec une armature formée de tôles qui comprend un canal conforme à l'invention; la figure 2 représente une vue latérale et en perspective de l'armature en tôles, avec deux tôles individuelles isolées de l'empilement de tôles; et la figure 3 représente une coupe longitudinale partielle à travers l'armature. 3 2816099 La figure 1 montre un actionneur électromagnétique 1 pour l'actionnement d'un organe de positionnement, lequel est dans le cas présent une soupape d'échange de gaz 2 dans un moteur à combustion interne, qui n'est pas représenté en détails. L'actionneur 1 possède une unité électromagnétique avec deux électroaimants 3 et 4, un aimant d'ouverture 3 et un aimant de fermeture 4. Chacun des électroaimants 3 et 4 possède un bobinage 3a, 4a, bobiné sur un porte-bobine qui n'est pas représenté en détails, et une culasse 3b, 4b avec deux bras de culasse, lesquels forment des surfaces polaires 3c et 4c avec leurs faces frontales. Une armature pivotante 5 est montée entre les surfaces polaires 3c et 4c en pivotement en va-et-vient autour d'un axe. L'armature pivotante 5 agit, par l'intermédiaire d'un élément de compensation de jeu 6 et d'une tige de soupape 7, sur la soupape d'échange de gaz 2. La tige de soupape 7 est montée avec faculté de translation axiale, via un guidage de tige non représenté, dans une tête de culasse du moteur à combustion interne. D'après la figure 2, l'armature pivotante 5 est constituée avec des tôles qui sont sensiblement orientées en direction de la soupape 2, ces tôles étant reliées fermement les unes aux autres, par exemple par sertissage ou par soudage. Conformément à l'invention, l'une au moins des tôles 8 de l'armature pivotante 5 comporte au moins une ouverture traversante 9, dont la section peut être choisie librement, comme par exemple celle d'une fente ovale, laquelle constitue un canal 10 pour le transport d'un fluide. Dans la figure 2, des tôles 8a et 8b comportent chacune deux ouvertures traversantes 9a et 9b, 9c et 9d respectivement, lesquelles sont limitées latéralement par les tôles voisines 8c et 8d, et ici l'ouverture traversante 9b de la tôle 8a comporte une entrée 22 pour le fluide, et l'ouverture traversante 9c de la tôle 8b comporte une sortie 23 pour le fluide. Les ouvertures traversantes 9a à 9d sont par exemple ménagée dans les tôles 8a, 8b de l'armature pivotante 5 par exemple au moyen d'une découpe au laser, ou par poinçonnage, et elles sont respectivement dotées de zones de chevauchement 11, illustrées dans la figure 3, au moyen desquelles elles sont en communication les unes avec les autres pour former le canal 10, et l'ouverture traversante 9b de la tôle 8a communique encore additionnellement, via l'entrée 22, avec un canal d'entrée d'huile 12 (figure 3), tandis que l'ouverture traversante 4 2816099 9c de la tôle 8b communique via la sortie 23 avec l'élément de compensation de jeu 6 (figure 1). En outre, l'actionneur 1 comprend, d'après la figure 1, un mécanisme à ressort avec deux ressorts de soupape précontraints, c'est-à-dire un ressort de soupape qui n'est ici pas représenté, réalisé sous la forme d'une barre de torsion agissant en direction d'ouverture 13, et un ressort de soupape 15, réalisé sous la forme d'un ressort à boudin agissant en direction de fermeture 14. L'armature pivotante 5 est fermement soudée à un axe de pivotement creux 16 qui est monté dans deux emplacements de palier, qui ne sont ici pas représentés, dans le boîtier 21 de l'actionneur. Le ressort de torsion qui n'est pas représenté est fermement relié en rotation par une extrémité au boîtier 21 de l'actionneur, et agit sur la soupape d'échange de gaz 2 par l'intermédiaire de l'axe de pivotement 16, de l'armature pivotante 5 et de la tige de soupape 7. Le ressort à boudin de compression 15 s'appuie via un premier appui de ressort 17 sur la tête de culasse et il agit par l'intermédiaire d'un deuxième appui de ressort 18 et de la tige de soupape 7 sur la soupape d'échange de gaz 2. Lorsque les électroaimants 3 et 4 ne sont pas excités, l'armature pivotante 5 est maintenue par les ressorts 15 dans une position d'équilibre entre les surfaces polaires 3c et 4c des électroaimants 3 et 4. Lorsque l'actionneur 1 est activé au démarrage, on excite brièvement soit l'aimant de fermeture 4 soit l'aimant d'ouverture 3, ou bien on excite l'armature pivotante 5 à sa fréquence de résonance, au moyen d'un circuit oscillant, afin de la faire sortir de sa position d'équilibre. En position fermée de la soupape d'échange de gaz 2, l'armature pivotante s'applique contre la surface polaire 3c, 4c de l'aimant de fermeture 4 excité et elle est maintenue par celui-ci. L'aimant de fermeture 4 augmente la précontrainte du ressort agissant en direction d'ouverture 13. Afin d'ouvrir la soupape d'échange de gaz 2, on coupe l'aimant de fermeture 4 et on enclenche l'aimant d'ouverture 3. Le ressort de soupape qui agit dans la direction d'ouverture 13 accélère l'armature pivotante 5 au-delà de la position d'équilibre, de sorte que celle-ci est attirée par l'aimant d'ouverture 3. L'armature pivotante 5 s'applique contre la face polaire 3c de l'aimant d'ouverture 3, et elle est fermement retenue par celui-ci. Afin de refermer la soupape d'échange de gaz, l'aimant d'ouverture 3 est coupé et l'aimant de fermeture 4 est enclenché. Le ressort de soupape 15 agissant en direction de fermeture 14 accélère l'armature pivotante 5 au-delà de la position d'équilibre en direction de l'aimant de fermeture 4. L'armature pivotante 5 est attirée par l'aimant de fermeture 4, elle s'applique contre la face polaire 4c de l'aimant de fermeture 4 et elle est fermement retenue par celui-ci. De l'huile moteur parvient dans la cavité creuse 19 de l'axe de pivotement 16 depuis un raccord de pression, qui n'est pas représenté plus en détails. Depuis la cavité creuse 19, l'huile moteur parvient via le canal d'entrée d'huile 12 jusque dans le canal 10 selon l'invention, lequel mène dans une saillie 20 conformée sur l'armature pivotante 5 et constituant un entraînement de soupape, depuis laquelle l'huile est amenée pour alimenter l'élément de compensation de jeu 6 en fluide sous pression. En outre, le canal 10 peut être ainsi réalisé qu'il alimente en huile des emplacements de palier de l'armature pivotante 5, soit en supplément soit exclusivement, et/ou servir au refroidissement de l'armature pivotante 5. Ainsi, le fluide mené dans le canal 10 peut être constitué de divers produits, conçus par exemple en première ligne pour l'évacuation de chaleur ou pour la lubrification. De façon particulièrement avantageuse, le fluide est toutefois constitué par de l'huile pour moteur de combustion interne, que l'on peut utiliser à titre de fluide sous pression pour un élément de compensation de jeu, pour le refroidissement et pour la lubrification, et qui se trouve par principe à disposition dans un moteur à combustion interne. Pour atteindre un refroidissement avantageux de l'armature, le canal 10 peut être mené à travers l'armature perpendiculairement à la direction de déplacement de celle-ci. Afin d'atteindre, avec une faible perte de pression, une grande surface de refroidissement et une évacuation de chaleur avantageuse depuis l'armature, le canal peut être mené sous forme incurvée, ou sous forme de méandres, à travers l'armature. Revendications 1. Actionneur électromagnétique (1) pour l'actionnement d'un organe de positionnement (2), qui comprend au moins un électroaimant (3,4) agencé dans un boîtier (21), ledit électroaimant agissant sur une armature (5) constituée essentiellement de tôles (8) orientées vers ledit organe de positionnement (2), caractérisé en ce qu'au moins une tôle (8a, 8b) de l'armature (5) comporte au moins une ouverture traversante (9a à 9d) qui forme un canal (10) pour le transport d'un fluide. 2. Actionneur électromagnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite au moins une ouverture traversante (9a à 9d) de la tôle (8a, 8b) est limitée latéralement par les tôles voisines (8c, 8d) et comporte au moins une entrée (22) ainsi qu'au moins une sortie (23) pour le fluide. 3. Actionneur électromagnétique selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que plusieurs tôles (8a, 8b) comportent des ouvertures traversantes (9a à 9d), lesquelles sont respectivement pourvues de zones de chevauchement (11) via lesquelles chaque ouverture traversante (9a à 9d) est en communication avec au moins une ouverture traversante (9a à 9d) ménagée dans la tôle voisine (8a, 8b). 4. Actionneur électromagnétique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'un élément de compensation de jeu (6) est alimenté en fluide sous pression via le canal (10). 5. Actionneur électromagnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'armature (5) est réalisée sous forme d'armature pivotante, montée dans au moins deux emplacements de palier. 6. Actionneur électromagnétique selon la revendication 4, caractérisé en ce que les emplacements de palier de l'armature pivotante (5) sont alimentés en lubrifiant via le canal (10). 7 2816099 7. Actionneur électromagnétique selon l'une des revendications 1, 5 ou 6, caractérisé en ce que le canal (10) sert au refroidissement de l'armature (5). 8. Actionneur électromagnétique selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les ouvertures traversantes (9a à 9d) présentent des contours incurvés. 9. Actionneur électromagnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'organe de positionnement (2) est une soupape d'échange de gaz dans un moteur à combustion interne.