Brevet FR2812026A1 — publié le 20020125

L'invention concerne un actionneur électromagnétique pour actionner une soupape de changement des gaz d'un moteur à combustion interne, qui présente au moins un électroaimant disposé dans un boîtier, agissant sur un induit, et avec au moins un canal pour le transport d'un fluide. Par le DE 197 14 496 Al, on connaît un actionneur électromagnétique du type du préambule, pour actionner une soupape de changement des gaz d'un moteur à combustion interne. Un aimant d'ouverture et un aimant de fermeture, ayant chacun une bobine magnétique enroulée autour d'un noyau de bobine, sont disposés dans un boîtier d'actionneur. Les aimants agissent sur un induit mobile, dans la direction de l'axe de soupape. En outre, l'actionneur comporte un dispositif de refroidissement, ayant un canal de refroidissement s'étendant dans le boîtier d'actionneur. Le canal de refroidissement est constitué par des perçages réalisés dans le boîtier d'actionneur. Du liquide de refroidissement peut être guidé dans le canal de refroidissement sans que celui-ci vienne directement en contact avec les bobines magnétiques et les noyaux de bobine. En outre, par le DE 196 28 860 Al on connaît un actionneur électromagnétique pour l'actionnement d'une soupape de changement des gaz d'un moteur à combustion interne avec un induit pivotant qui est monté à pivotement autour d'un axe, entre deux électroaimants. L'invention a comme but de perfectionner un actionneur du type du préambule. Le problème est résolu, selon l'invention, par le fait que le canal est passé dans l'induit, transversalement par rapport à la direction de déplacement de cet induit. D'autres modes de réalisation avantageux sont obtenus par le fait que: l'induit est réalisé sous la forme d'induit pivotant et le fluide est amené en un premier point de tourillonnement de l'induit. 2 2812026 - un élément de compensation de jeu est alimenté en fluide sous pression par le canal. - le fluide est évacué en un deuxième point de tourillonnement de l'induit. - l'induit est relié à un axe de pivotement creux, et le fluide est guidé dans l'induit en passant par l'axe de pivotement. - une paroi de séparation est aménagée dans l'axe de pivotement, entre les points de tourillonnement. - l'axe de pivotement est relié à un ressort de torsion par l'intermédiaire de la paroi de séparation. - l'induit est monté à rotation, par l'intermédiaire d'au moins un boulon de palier, et le fluide est amené à l'induit par un canal ménagé dans le boulon de palier. - le tracé du canal dans l'induit est en forme de ligne courbe. L'invention part d'un actionneur électromagnétique pour actionner une soupape d'échangement des gaz d'un moteur à combustion interne qui présente au moins un électroaimant disposé dans un boîtier et agissant sur un induit et avec au moins un canal pour transporter un fluide. Il est proposé que le canal soit guidé à travers l'induit, transversalement par rapport à la direction de déplacement de l'induit, faisant qu'on obtient un refroidissement avantageux de l'induit et que l'on peut évacuer par l'induit de la chaleur, depuis le noyau de l'électroaimant, et que le rendement de l'actionneur peut être augmenté. Dans le cas d'un induit qui est guidé de façon à être déplaçable en translation, le fluide peut, par exemple, être dirigé en passant par un point de tourillonnement d'un poussoir d'induit et, par le poussoir d'induit, s'introduire dans cet induit. L'induit est, de façon particulièrement avantageuse, réalisé cependant sous la forme d'induit pivotant et le fluide 3 2812026 est amené en un premier point de tourillonnement de l'induit. Le fluide peut être guidé, pour un faible coût de construction, sur une courte distance à l'intérieur de l'induit et deplus, de façon particulièrement avantageuse, par l'intermédiaire du canal, on alimente en fluide sous pression un élément de compensation de jeu, qui, par exemple, est disposé entre l'induit et une tige d'induit ou une tige de soupape. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, il est proposé que le fluide soit évacué en un deuxième point de tourillonnement de l'induit, faisant qu'on peut obtenir un débit avantageusement élevé à travers l'induit et obtenir une bonne évacuation de la chaleur. En principe, le fluide pourrait cependant également être évacué en un autre point, par exemple en passant par un point prévu sur l'induit, par un élément de compensation de jeu, etc.. Si l'induit est relié à un axe de pivotement creux, le fluide peut être amené à l'induit, de façon simple et économique quant à la construction, en passant par l'axe de pivotement. Si on amène le fluide par un premier point de tourillonnement de l'induit et qu'on l'évacue par un deuxième point de tourillonnement, on dispose avantageusement entre les points de tourillonnement de l'axe de pivotement creux, une paroi de séparation par laquelle on peut éviter qu'il y ait une traversée d'écoulement directe dans l'axe de pivotement et un court-circuit hydraulique du canal réalisé dans l'induit. La paroi de séparation peut être réalisée d'une seule pièce avec l'axe de pivotement, ou bien également sous forme de composant séparé, qui est introduit après-coup dans l'axe de pivotement. Si l'axe de pivotement est relié à un ressort de tension par l'intermédiaire de la paroi de séparation, on peut faire l'économie d'un supplément en composants, en poids, en temps de montage et en coûts. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, il est proposé que l'induit soit monté en rotation sur au moins un boulon de palier et que le fluide soit amené à l'induit en passant par un canal ménagé dans le boulon de palier. On peut éviter toute perte de pression en amont du canal et obtenir un grand débit. Un élément de compensation de jeu peut être alimenté avec de faibles pertes de pression en fluide sous pression, en passant par l'induit. Il est cependant également possible d'amener le fluide au canal, en passant par une surface de tourillonnement de l'induit, par exemple en passant par une surface de palier à glissement ou également par une surface de tourillonnement d'un palier à roulement, faisant que ceux-ci peuvent simultanément avantageusement être lubrifiés par le fluide. Le fluide peut être formé par différentes substances qui, par exemple, sont conçues en premier lieu pour l'évacuation de la chaleur ou pour la lubrification. De façon particulièrement avantageuse, le fluide est cependant constitué par de l'huile de moteur à combustion, qui peut être utilisée comme fluide sous pression pour un élément de compensation de jeu pour effectuer le refroidissement et la lubrification, et qui est disponible en principe dans un moteur à combustion. Il est en outre proposé que le canal ménagé à travers l'induit soit d'un tracé en courbe, faisant que l'on peut obtenir, pour une faible perte de pression, une grande surface de refroidissement et une évacuation avantageuse de la chaleur depuis l'induit. Il est cependant également possible que le canal soit d'un tracé en ligne droite à travers l'induit, ou bien soit composé de plusieurs parties en lignes droites. D'autres avantages résultent de la description ci- après du dessin. Dans le dessin sont représentés des exemples de réalisation de l'invention. La description et les revendications contiennent de nombreuses caractéristiques en combinaison. L'homme de l'art considérera également de manière appropriée les caractéristiques de façon individuelle et les regroupera pour obtenir d'autres combinaisons pertinentes. Dans le dessin: la figure 1 est une coupe longitudinale d'un actionneur selon l'invention représenté schématiquement, la figure 2 est une coupe le long de la ligne II-II de la figure 1, et la figure 3 est une variante de la figure 2. La figure 1 représente un actionneur électromagnétique pour l'actionnement d'une soupape de changement des gaz 24 d'un moteur à combustion interne, non représenté en détail. L'actionneur comporte un ensemble électromagnétique ayant deux électroaimants 25, 26, un aimant d'ouverture 26 et un aimant de fermeture 25. Chacun des électroaimants 25, 26 comporte une bobine magnétique 27, 28 enroulée sur un support de bobine,non représenté en détail, et comporte un noyau de bobine 29, 30 ayant deux branches de culasse, qui forment, par leurs faces frontales, des surfaces de pôles 31, 32. Un induit pivotant 12 est monté à pivotement dans un sens et dans l'autre autour d'un axe, entre les surfaces de pôles 31, 32. L'induit pivotant 12 agit sur la soupape de changement des gaz 24, par l'intermédiaire d'un élément de compensation de jeu 15 et par une tige de soupape 34. La tige de soupape 34 est montée de façon déplaçable axialement, par un guidage de tige 35, dans une culasse 36 du moteur à combustion interne. En outre, l'actionneur comporte un mécanisme élastique ayant deux ressorts de soupape 22, 37 pré- contraints et précisément avec un ressort de soupape 22 réalisé sous la forme de ressort de torsion, agissant dans le sens de l'ouverture 38, et avec un ressort de soupape 37 réalisé sous la forme de ressort hélicoïdal, agissant dans le sens de fermeture 39 (figures 1 et 2). b 2812026 L'induit pivotant 12 est soudé à demeure à un axe de pivotement creux 18. L'axe de pivotement 18 est monté en rotation en un premier point de tourillonnement 14, par l'intermédiaire d'un premier palier à glissement 41, sur un boulon de palier 23 dans une première paroi de boîtier d'un boîtier d'actionneur 42 qui est monté à rotation, en un deuxième point de tourillonnement 16, par un deuxième palier à glissement 43, sur le ressort de torsion, dans une deuxième paroi de boîtier 44 du boîtier d'actionneur 42. Le ressort de torsion est relié de façon assujettie en rotation à une extrémité à la paroi de boîtier 44 et agit, par l'intermédiaire d'une paroi de séparation 20, disposée de façon assujettie en rotation dans l'axe de pivotement 18, par l'intermédiaire de l'axe de pivotement 18, de l'induit pivotant 12 et par l'intermédiaire de la tige de soupape 34, sur la soupape de changement des gaz 24. Le ressort de compression hélicoïdal prend appui sur la culasse 36, par l'intermédiaire d'une première embase de ressort 45, et agit sur la soupape de changement des gaz 24, par l'intermédiaire d'une embase de ressort 46 et par l'intermédiaire de la tige de soupape 34. Lorsque les éléments 25, 26 ne sont pas excités, l'induit pivotant 12 est maintenu par les ressorts de soupape 22, 37 dans une position d'équilibre entre les faces de pôle 31, 32 des électro-aimants 25, 26. Si l'actionneur est activé au démarrage, soit l'élément de fermeture 25 soit l'élément d'ouverture 26 est surexcité brièvement, ou bien l'induit pivotants 12 est excité à sa fréquence de résonance, par un programme de mise en oscillation, pour être attiré depuis la position d'équilibre. Lorsque la soupape de changement de gaz 24 est en position fermée, l'induit pivotant 12 est plaqué sur la face de pôle 31 de l'élément de fermeture 25 excité et est maintenu par celui-ci. L'élément de fermeture 25 précontraint encore le ressort de soupape 22 agissant dans la direction d'ouverture 38. Pour ouvrir la soupape de changement des gaz 24, l'élément de fermeture est mis hors service et l'élément d'ouverture 26 est mis en service. Le ressort de soupape 22 qui agit dans la direction de l'ouverture 38 accélère l'induit pivotant 12 en passant par la position d'équilibre, de sorte que celui-ci est attiré par l'élément d'ouverture 26. L'induit pivotant 12 vient buter sur la surface de point 32 de l'élément d'ouverture 26 et est fixé par celui-ci. Pour refermer la soupape de changement des gaz 24, l'élément d'ouverture 26 est mis hors service et l'élément de fermeture 25 est mis en service. Le ressort de soupape 37, agissant dans la direction de fermeture 39, accélère l'induit pivotant 12, en passant par la position d'équilibre, vers l'élément de fermeture 25. L'induit pivotant 12 est attiré par l'élément de fermeture 25, vient buter sur la surface de pôle 31 de l'élément de fermeture 25 et est fixé par celui-ci. Selon l'invention depuis un raccordement de pression non représenté en détail, de l'huile du moteur à combustion est guidée sur le premier point de tourillonnement 14 de l'induit pivotant 12, par un canal 33 coaxial à l'axe de pivotement 18, ménagé dans le boulon de palier 23, en passant dans un premier espace creux 47 délimité par la paroi de séparation dans la direction du deuxième point de tourillonnement 17, l'espace creux 47 appartenant à l'axe de pivotement 18. Depuis l'espace creux 47, l'huile du moteur à combustion est guidée par un canal 10 à forme courbe, ménagé dans l'induit pivotant 12 transversalement par rapport à la direction de déplacement de l'induit pivotant 12, dans une saillie 49 formant un élément d'entraînement de soupape, saillie formée sur l'induit pivotant 12, et est sortie de la saillie 49 pour s'introduire dans l'élément de compensation de jeu 15 (figures 2 et 1). L'élément de 8 2812026 compensation de jeu 15 est alimenté en fluide sous pression par le canal 10. Le canal 10 est ménagé dans l'induit pivotant 12 en utilisant un procédé de moulage fin. En principe cependant on pourrait également ménager dans un induit pivotant un canal produit par des usinages de perçage, canal constitué d'éléments partiels à forme en ligne droite, ou bien l'induit pivotant pourrait être au moins réalisé en deux couches, le canal pouvant être ménagé entre les couches. En outre le canal 10 est guidé vers un deuxième espace creux 48 de l'axe de pivotement 18, espace tourné vers le deuxième point de tourillonnement 16 et limité par la paroi de séparation 20, espace d'o l'huile du moteur à combustion est guidée hors de l'actionneur, vers l'extérieur, en passant par une surface de tourillonnement du palier à glissement 43. Le palier à glissement 43 est lubrifié par l'huile du moteur à combustion interne et, si la pression est toujours suffisante pour l'élément de compensation de jeu 15, on peut obtenir un débit avantageux à travers l'induit pivotant 12, pour l'obtention d'un bon refroidissement. On a représenté sur la figure 3 une variante de l'induit pivotant 13 par rapport à la figure 2. Les composants qui restent pratiquement les mêmes sont désignés en principe par le même numéro de référence. En outre, concernant les caractéristiques et fonctions restant identiques, il est renvoyé à la description concernant l'exemple de réalisation des figures 1 et 2. L'induit pivotant 13 est soudé à un axe de pivotement 19 creux, qui est monté dans un premier point de tourillonnement 14 par un premier palier à glissement 41, sur un premier boulon de palier 23, dans une première paroi de butée 40 d'un boîtier d'actionneur 42 et, dans un deuxième point de tourillonnement 17, par un deuxième palier à glissement 50, sur un deuxième boulon de palier 51, dans une deuxième paroi de boîtier 44. Depuis un raccordement de pression non représenté en détail, de l'huile de moteur à combustion est guidée par le premier point de tourillonnement 14 de l'induit pivotant 13 à travers le canal 33 coaxial à l'axe de pivotement 19, dans le boulon de palier 23, dans un premier espace creux 47, délimité par une paroi de séparation 21 dans la direction du deuxième point de tourillonnement 17, de l'axe de pivotement 19. Depuis l'espace creux 47, l'huile du moteur à combustion est guidée par un canal 11 à forme courbe, ménagé dans l'induit pivotant 13 transversalement par rapport à la direction de déplacement de l'induit pivotant 13, pour aller dans un deuxième espace creux 48 de l'axe de pivotement 18, espace tourné vers le deuxième point de tourillonnement 16 et délimité par la paroi de séparation 20, espace d'o l'huile du moteur à combustion interne est dirigée par un canal 52 coaxial à l'axe de pivotement 19, ménagé dans le boulon de palier 51, et est sorti de l'actionneur. REVENDICATIONS 1. Actionneur électromagnétique pour actionner une soupape de changement des gaz d'un moteur à combustion interne, qui présente au moins un électroaimant disposé dans un boîtier, agissant sur un induit, et avec au moins un canal pour le transport d'un fluide, caractérisé en ce que le canal (10, 11) soit passé dans l'induit (12, 13), transversalement par rapport à la direction de déplacement de cet induit (12, 13). 2. Actionneur électromagnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'induit (12, 13) est réalisé sous la forme d'induit pivotant et le fluide est amené en un premier point de tourillonnement (14) de l'induit (12, 13). 3. Actionneur électromagnétique selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un élément de compensation de jeu (15) est alimenté en fluide sous pression par le canal (10). 4. Actionneur électromagnétique selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le fluide est évacué en un deuxième point de tourillonnement (16, 17) de l'induit (12, 13). 5. Actionneur électromagnétique selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'induit (12, 13) est relié à un axe de pivotement (18, 19) creux, et le fluide est guidé dans l'induit (12, 13) en passant par l'axe de pivotement (18, 19). 6. Actionneur électromagnétique selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce qu'une paroi de séparation (20, 21) est aménagée dans l'axe de l 2812026 pivotement (18, 19), entre les points de tourillonnement (14, 16, 17). 7. Actionneur électromagnétique selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'axe de pivotement (18) est relié à un ressort de torsion (22) par l'intermédiaire de la paroi de séparation (20). 8. Actionneur électromagnétique selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que l'induit (12, 13) est monté à rotation, par l'intermédiaire d'au moins un boulon de palier (23), et le fluide est amené à l'induit (12, 13) par un canal (33) ménagé dans le boulon de palier (23). 9. Actionneur électromagnétique selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le tracé du canal (10, 11) dans l'induit (12, 13) est en forme de ligne courbe.