Brevet FR2822585A1 — publié le 20020927

La présente invention est relative aux actionneurs électromagnétiques de soupapes de moteurs à combustion interne. Un actionneur électromagnétique de soupape comporte généralement deux électroaimants entre lesquels est ménagé un entrefer. Dans l'entrefer est montée une palette magnétique liée à la soupape à actionner et déplaçable par les électroaimants à l'encontre de ressorts de stockage d'énergie. L'agencement ainsi constitué forme un oscillateur harmonique dans lequel le stockage de l'énergie nécessaire à une commutation rapide est assuré par les ressorts et le changement de position est contrôlé à l'aide des électroaimants. Le fonctionnement d'un actionneur à électroaimants du type précité présente un inconvénient majeur, à savoir le bruit engendré par le claquement de la palette ou plateau sur les pièces polaires des électroaimants. Le bruit est proportionnel à la surface de contact entre la palette et la ou chaque pièce polaire. D'après les essais effectués en laboratoire par la demanderesse, il apparaît que lors du contact entre la palette et une pièce polaire d'électroaimant, il y a plusieurs rebonds de la palette sur la pièce polaire, ce qui augmente le bruit. Afin de remédier à cet inconvénient, on procède actuellement à l'injection d'un film d'huile pour amortir le choc de la palette sur la pièce polaire de l'électroaimant. Ce film crée un léger entrefer sans que cela nuise au bon fonctionnement du système. La palette étant de forme généralement plane, toute sa surface en regard de la pièce polaire vient en contact avec celle-ci. L'invention vise à remédier aux inconvénients des actionneurs électromagnétiques connus en créant un actionneur électromagnétique présentant un bruit de fonctionnement réduit par rapport à celui des dispositifs existants. Elle a donc pour objet un actionneur électromagnétique comportant au moins un électroaimant, une palette magnétique liée à une tige d'actionnement d'une soupape et déplaçable par l'électroaimant à l'encontre d'au moins un ressort de stockage d'énergie, caractérisé en ce que la palette et ledit au moins un électroaimant comportent au moins une zone de contact mutuel pourvue d'au moins un relief d'amortissement des rebonds de la palette sur l'électroaimant. Suivant d'autres caractéristiques de l'invention : - la palette ayant une surface correspondant à sa surface de contact avec ledit au moins un électroaimant, la face de la palette située en regard dudit au moins un électroaimant présente un bombement dont le sommet est traversé par ladite tige d'actionnement ; - la portion dudit au moins un électroaimant située dans la zone de contact mutuel avec la face correspondante de la palette présente un bombement dont le sommet est traversé par ladite tige d'actionnement ; - la palette ayant une surface correspondant à sa surface de contact avec ledit au moins un électroaimant, la face de la palette située en regard dudit au moins un électroaimant présente un creux dont le sommet est traversé par ladite tige d'actionnement ; - la portion dudit au moins un électroaimant située en regard de la face correspondante de la palette présente un creux dont le sommet est traversé par ladite tige d'actionnement ; - ledit au moins un électroaimant comportant au moins deux branches faisant partie d'au moins une pièce polaire, lesdites branches coopérant chacune avec une partie correspondante de ladite palette dans des zones de contact mutuel correspondantes, chaque zone de contact entre chacune des branches et la partie correspondante de la palette comporte au moins un relief d'amortissement des rebonds ; - chaque relief d'amortissement des rebonds est réalisé au moins sur la palette ; - chaque relief d'amortissement des rebonds comprend une saillie correspondante sur la palette ; - chaque relief d'amortissement des rebonds est formé d'un creux correspondant dans la palette ; - chaque relief d'amortissement des rebonds est formé d'une saillie correspondante sur la pièce polaire ; - - chaque relief d'amortissement des rebonds est formé d'un creux correspondant dans la pièce polaire ; - chaque zone de contact entre chacune des branches et la palette comporte un relief réalisé sur chaque branche et un relief correspondant réalisé sur la palette. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la Fig. 1 est une vue schématique en élévation et en coupe d'un actionneur électromagnétique de soupape équipé d'une palette perfectionnée selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la Fig. 1A est une vue schématique partielle d'une variante du mode de réalisation de la Fig. 1 ; - la Fig. 2 est une vue schématique partielle en élévation et en coupe d'un second mode de réalisation d'actionneur électromagnétique de soupape perfectionné selon l'invention ; - la Fig. 3 est une vue schématique partielle en coupe d'un troisième mode de réalisation d'un actionneur électromagnétique perfectionné selon l'invention ; - la Fig. 4 est une vue analogue à celle de la figure 3 d'un quatrième mode de réalisation d'un actionneur électromagnétique perfectionné selon l'invention ; et la Fig. 5 est une vue analogue à celle des figures 3 et 4 d'un cinquième mode de réalisation d'un actionneur électromagnétique perfectionné selon l'invention. Sur la figure 1, on a représenté un actionneur électromagnétique de soupape comprenant les électroaimants 1 et 2 formés chacun d'une pièce de maintien 3,4 et d'une pièce polaire 5,6 correspondante. Les bobinages des électroaimants 1 et 2 ne sont pas représentés. Entre les pièces polaires 5,6 est ménagé un entrefer 7 dans lequel est montée déplaçable une palette magnétique 8 portée par une tige 9 d'actionnement d'une soupape 10 de moteur à combustion interne. La tige 9 traverse les pièces polaires 5 et 6 et les pièces de maintien 3 et 4 et porte à ses extrémités des disques 11,12 coopérant avec des ressorts de rappel 13,14 contenus chacun dans un manchon borgne respectif 15,16 vissé dans la pièce de maintien 3,4 correspondante. Suivant l'invention, la palette magnétique 8 présente sur ses faces opposées destinées respectivement à venir en contact avec les pièces polaires 5 et 6 des électroaimants 1 et 2, des reliefs formés par des surfaces bombées 17,18 dont les sommets sont traversés par la tige 9 d'actionnement de la soupape 10. La modification de la surface de la palette 8 en lui donnant une forme convexe telle que celle de la figure 1, permet de modifier plusieurs paramètres. Tout d'abord, on obtient une réduction de la surface de contact entre la palette 8 et les pièces polaires 5,6 des électroaimants correspondants. Une telle réduction a pour effet de réduire le bruit en raison de la limitation de l'impact de la palette sur la pièce polaire correspondante. Chacune des saillies convexes 17 et 18 peut être assimilée à un cône dont l'inclinaison est comprise entre 2 et 10 centièmes de millimètres par exem- ple et de préférence de 5 centièmes de millimètres. Il en résulte que le contact entre les surfaces de la palette 8 et les pièces polaires 5,6 des électroaimants correspondants se fait sur des surfaces réduites, de sorte que les rebonds de la palette sur les électroaimants sont supprimés en raison de l'élasticité de la matière de la palette 8. La fréquence de choc entre la palette 8 et les pièces polaires 5,6 est déplacée vers le haut pour s'établir à environ 4000 Hz. A pression acoustique égale, la perception du bruit est moindre. En effet, on se déplace vers les aigus de la courbe physiologique de l'oreille, dont les fréquences sont comprises entre 300 et 3000 Hz. Au moment de l'impact de la palette 8 sur l'une des pièces polaires 5,6 des électroaimants 1 et 2, le premier contact a lieu entre la zone centrale de la palette et la pièce polaire correspondante. Avec une palette classique, c'est-à-dire plane, la totalité de la surface de la palette est en contact avec l'électroaimant. La palette peut être repoussée par la compression de l'huile ou de l'air emprisonné entre elle et l'électroaimant et elle est attirée de nouveau vers l'électroaimant ainsi de suite. C'est ce phénomène qui explique les rebonds constatés et mesurés par la demanderesse. Grâce à la modification suivant l'invention de la palette 8 rendue convexe dans le présent exemple, seule la zone centrale de la palette 8 entre en premier contact avec la pièce polaire 5 ou 6 de l'électroaimant correspondant. Ensuite, par l'élasticité du métal de la palette, la totalité de celle-ci vient en contact avec la pièce polaire. Grâce au phénomène d'élasticité de la palette, celle-ci reprend sa forme. Ce phénomène ne peut se reproduire plusieurs fois lors d'un impact car l'inertie de l'effet de l'élasticité du métal est trop importante. C'est donc par l'effet de l'élasticité du métal que les rebonds de la palette 8 sur les pièces polaires 5 et 6 sont forcément réduits, voire supprimés. Le faible entrefer engendré par la forme bombée de la palette, n'est pas plus important que celui produit par le film d'huile interposé actuellement entre la palette plane et les pièces polaires des électroaimants. Il n'y a donc pas de modification de fonctionnement du point de vue électrique entre les actionneurs classiques et l'actionneur pourvu d'une palette telle que décrite en référence à la figure 1. Dans le mode de réalisation décrit en référence à la figure 1, la palette 8 présente sur ses deux faces tournées vers les pièces polaires 5,6 des électroaimants 1,2 correspondants, des reliefs formés par des surfaces bombées. On comprendra cependant que de telles surfaces bombées prévues sur les pièces polaires 5,6 en regard d'une palette plane peuvent également assurer l'amortissement des rebonds de la palette. Par ailleurs, la palette comme les pièces polaires situées en regard de celle-ci peuvent présenter des reliefs d'amortissement des rebords en creux auquel cas, ce sont les périphéries de ces reliefs qui assurent l'action élastique d'amortissement des rebonds de la palette sur les pièces polaires des aimants correspondants. Un exemple d'un tel agencement est représenté schématiquement à la figure 1A sur laquelle on voit les pièces polaires 19A, 19B d'un actionneur élec- tromagnétique de soupape analogue à celui de la figure 1 entre lesquelles est montée une palette magnétique 20 portée par une tige 20A d'actionnement d'une soupape non représentée. Selon cette variante, la palette 20 comporte des surfaces 21A, 21B situées en regard des pièces polaires 19A, 198 réalisées en creux, les sommets de ces surfaces étant traversées par la tige 20A. On comprendra également que des reliefs coopérant l'un avec l'autre peuvent être prévus à la fois sur la palette et sur le ou chaque électroaimant. L'actionneur électromagnétique selon un second mode de réalisation représenté schématiquement à la figure 2 diffère essentiellement de celui de la figure 1 en ce qu'il comporte des pièces polaires 22 et 23 pourvues chacune de deux branches 24,25 et 26,27 dont les extrémités définissent des entrefers 28,29 dans lesquels est montée déplaçable une palette magnétique 30. Afin d'éviter les phénomènes de rebonds indiqués plus haut, les zones de contact entre la palette 30 et les branches 24, 25,26, 27 des pièces polaires 22,23, sont pourvues de reliefs 31,32, 33,34, prévus sur les deux faces opposées de la palette 30 et constitués par des saillies convexes situées en regard respectivement des extrémités des branches 24,25, 26 et 27 des pièces polaires 22 et 23. Quant à la palette 30, elle est traversée en son centre par une tige d'actionnement 35 d'une soupape non représentée qui la traverse dans une région plane en raison du fait que dans cette zone, la palette 30 n'entre pas en contact avec les pièces polaires 22,23. Selon le troisième mode de réalisation représenté à la figure 3, l'actionneur électromagnétique comporte cette fois une palette 38 plane. Cette palette est disposée entre deux pièces polaires 39,40 de deux électroaimants respectifs, lesdites pièces polaires comportant chacune deux branches 41,42, 43,44 qui présentent des extrémités bombées 45,46, 47,48 respectivement empêchant dans les zone de contact entre la palette 38 et les extrémités des branches 41,42, 43 et 44, les rebonds de la palette sur les électroaimants. Selon le quatrième mode de réalisation représenté à la figure 4, l'actionneur électromagnétique comporte deux électroaimants dont les pièces polaires 50,51 comportent des branches respectives 52,53 et 54,55 définissant entre elles des entrefers 56,57 dans lesquels est montée déplaçable une palette 58. Les extrémités 59,60, 61,62 des branches 52,53, 54,55 des pièces poiaires 50 et 51, présentent des reliefs convexes qui coopèrent avec des reliefs convexes 63, 64, 65, 66 ménagés sur les deux faces de la palette 58 en regard des branches 52, 53, 54, 55 des pièces polaires 50 et 51. Selon le cinquième mode de réalisation représenté à la figure 5, l'actionneur électromagnétique comporte deux électroaimants pourvus de pièces polaires respectives 70,71, pourvues chacune de deux branches 72,73, 74,75 définissant entre elles des entrefers 76,77 dans lesquels est montée déplaçable une palette 78 liée à une tige 79 d'actionnement d'une soupape non représentée. Dans chacune des zones de ses deux faces en regard des extrémités des branches 72 à 75 des pièces polaires 70 et 71, la palette 78 est pourvue de reliefs en creux 80,81, 82,83 assurant la réduction voire la suppression des rebonds entre la palette et les extrémités des pièces polaires 70 et 71 d'une manière analogue à celle décrite en référence à la figure 1. Simplement, dans ce mode de réalisation, la zone de contact entre la palette 78 et les extrémités des branches 72,73, 74 et 75 des pièces polaires 70 et 71, est formé par la périphérie des reliefs en creux 80 à 83 correspondants de la palette. Dans les modes de réalisation qui viennent d'être décrits, l'actionneur électromagnétique est du type à deux électroaimants avec une palette interposée dans l'entrefer défini par les pièces polaires des deux électroaimants. La palette comporte donc des reliefs d'amortissement des rebonds sur ses deux faces opposées. On comprendra cependant que lorsque l'actionneur est du type ne comportant qu'un seul électroaimant, la palette peut ne comporter un ou plusieurs reliefs d'amortissement des rebonds que sur sa face située en regard de l'électroaimant. REVENDICATIONS 1. Actionneur électromagnétique de soupape de moteur à combustion interne comportant au moins un électroaimant, une palette magnétique (8 ; 20 ; 30 ; 38 ; 58 ; 78) liée à la tige d'actionnement d'une soupape et déplaçable par l'électroaimant à l'encontre d'au moins un ressort de stockage d'énergie, caractérisé en ce que la palette (8 ; 30 ; 38 ; 58 ; 78) et ledit au moins un électroaimant comportent au moins une zone de contact mutuel pourvue d'au moins un relief (17,18 ; 21A, 21B ; 31,32, 33,34 ; 45,46, 47,48 ; 59,60, 61,62, 63,64, 65, 66 ; 80,81, 82,83) d'amortissement des rebonds de la palette sur l'électroaimant. 2. Actionneur électromagnétique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la palette (8) ayant une surface correspondant à sa surface de contact avec ledit au moins un électroaimant, la face de la palette (8) située en regard dudit au moins un électroaimant présente un bombement (17,18) dont le sommet est traversé par ladite tige d'actionnement (9). 3. Actionneur électromagnétique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la portion dudit au moins un électroaimant située dans la zone de contact mutuel avec la face correspondante de la palette présente un bombement dont le sommet est traversé par ladite tige d'actionnement. 4. Actionneur électromagnétique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la palette (20) ayant une surface correspondant à sa surface de contact avec ledit au moins un électroaimant, la face de la palette (20) située en regard dudit au moins un électroaimant présente un creux (21A, 21B) dont le sommet est traversé par ladite tige d'actionnement (20A). 5. Actionneur électromagnétique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la portion dudit au moins un électroaimant située dans la zone de contact mutuel avec la face correspondante de ladite palette présente un creux dont le sommet est traversé par ladite tige d'actionnement. 6. Actionneur électromagnétique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit au moins un électroaimant comportant au moins deux branches (24,25, 26,27 ; 41,42, 43,44 ; 52,53, 54,55 ; 72, 73,74, 75) faisant partie d'au moins une pièce polaire (22,23 ; 39,40 ; 50,51 ; 70, 71), lesdites branches coopérant chacune avec une partie correspondante de ladite palette (30 ; 38 ; 58 ; 78) dans des zones de contact mutuel correspondantes, chaque zone de contact entre chacune des branches et la partie correspondante de la palette comporte au moins un relief (31, 32, 33, 34 ; 45, 46, 47, 48 ; 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66 ; 80, 81, 82, 83) d'amortissement des rebonds. 7. Actionneur électromagnétique suivant la revendication 6, caractérisé en ce que chaque relief d'amortissement des rebonds (31,32, 33, 34 ; 63,64, 65,66 ; 80,81, 82,83) est réalisé au moins sur la palette (30 ; 58 ; 78). 8. Actionneur électromagnétique suivant la revendication 7, caractérisé en ce que chaque relief d'amortissement des rebonds comprend une saillie (31,32, 33,34 ; 63,64, 65,66) correspondante sur la palette (30 ; 58). 9. Actionneur électromagnétique suivant la revendication 7, caractérisé en ce que chaque relief d'amortissement des rebonds est formé d'un creux (80,81, 82,83) correspondant dans la palette (78). 10. Actionneur électromagnétique suivant la revendication 7, caractérisé en ce que chaque relief d'amortissement des rebonds comprend une saillie correspondante (59,60, 61,62) sur la pièce polaire (50,51). 11. Actionneur électromagnétique suivant la revendication 7, caractérisé en ce que chaque relief d'amortissement des rebonds est formé d'un creux correspondant dans la pièce polaire. 12. Actionneur électromagnétique suivant la revendication 7, caractérisé en ce que chaque zone de contact entre chacune des branches (52,53, 54,55) et la palette (58) comporte un relief (59,60, 61,62) réalisé sur chaque branche et un relief correspondant (63,64, 65,66) réalisé sur la palette (58).