Brevet FR2894378A1 — publié le 20070608

L'invention concerne un actionneur électromagnétique comportant des aimants permanents disposés en V. ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION On connaît du document FR 2 865 238 un actionneur électromagnétique comportant un organe d'actionnement associé à une palette mobile sous l'action d'un électroaimant comportant une bobine et un noyau adapté à canaliser un flux de la bobine pour qu'il se referme dans la pa-lette, le noyau comportant une base de laquelle s'étend des branches dont une branche centrale autour de laquelle s'étend la bobine. L'électroaimant comporte deux aimants permanents qui sont intégrés au noyau de sorte que ce dernier canalise un flux des aimants permanents pour qu'il se referme dans la palette, les aimants étant tra- versés par le flux de la bobine. Dans l'un des modes de réalisation illustrés dans ce document, les aimants permanents sont disposés obliquement dans les branches latérales du noyau, ce qui permet de loger dans le noyau des aimants ayant une longueur sensiblement égale à la hau- teur de la bobine, sans pour autant augmenter la hauteur de l'électroaimant. Les tôles du noyau sont découpées pour permettre l'insertion des aimants, ce qui laisse subsister des court-circuits magnétiques préjudiciables aux performan- ces de l'actionneur OBJET DE L'INVENTION L'invention a pour objet un actionneur électromagnétique à aimants obliques ne comportant pas de tels court-circuits. BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION En vue de la réalisation de ce but, on propose un actionneur électromagnétique comportant un organe d'actionnement associé à une palette mobile sous l'action d'au moins un électroaimant qui comporte une bobine, un noyau adapté à canaliser un flux de la bobine pour qu'il se referme dans la palette, le noyau comportant une base de laquelle s'étend des branches dont une branche centrale autour de laquelle s'étend la bobine, et deux aimants permanents qui sont associés au noyau de sorte que ce dernier canalise un flux des aimants permanents pour qu'il se referme dans la palette, les aimants étant traversés par le flux de la bobine. Selon l'invention, les deux aimants sont disposés dans la branche centrale du noyau pour former un V qui sépare la branche centrale en une partie de support des aimants solidaire de la base et une partie d'extrémité coiffant les aimants, l'une des parties formant une pointe engagée entre les aimants permanents tandis que l'autre des parties comporte un dégagement à la base du V formé par les aimants permanents. Ainsi, le noyau est séparé en une partie principale intégrant la partie de support des aimants dont l'accès pour la mise en place des aimants permanents est totalement dégagé, et une partie d'extrémité qui est rap-portée sur les aimants disposés sur la partie de support pour coiffer ceux-ci, la partie d'extrémité se centrant d'elle-même sur le V formé par les aimants permanents. Le montage de l'actionneur s'en trouve facilité Il suffit dès lors d'exercer un effort de pression sur la partie d'extrémité pour diminuer voire annu- ler l'entrefer entre les tôles constituant le noyau et les aimants permanents. En raison de cet effort de pression et de l'angle du V, celle de la partie de support ou de la partie d'extrémité qui comporte une pointe voit; la position de cette pointe varier dans des proportions appréciables. Le dégagement réalisé sur l'autre partie à la base des V permet d'absorber cette dispersion de positionnement en évitant tout contact entre les deux parties. De préférence, le dégagement sera choisi assez profond pour former un entrefer suffisamment important pour éviter en service un passage de flux magnétique entre les parties du noyau. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit en référence aux figures des des-sins annexés parmi lesquelles : - la figure 1 est une vue en coupe schématique partielle d'un actionneur selon l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique partielle de l'actionneur de la figure 1, illustré en cours de montage; - la figure 3 est une vue en perspective écorchée partiellement éclatée d'un actionneur électromagnétique double selon l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence à la figure 1, l'actionneur électromagnétique de l'invention comporte un électroaimant 1 avec un noyau 2 et une bobine 3. L'électroaimant 1 exerce de façon commandée un effort électromagnétique sur une palette 4 solidaire d'un poussoir 5 mobile selon l'axe X. Un tel actionneur est par exemple utilisé pour actionner une soupape de moteur à combustion interne l'actionneur étant disposé de sorte que la poussoir 5 s'étende selon l'axe de coulissement de la soupape. De façon connue en soi, l'actionneur comporte un autre électroaimant non représenté qui s'étend en regard de l'électroaimant 1 pour attirer sélectivement la palette 4 dans l'autre sens. L'extrémité du poussoir 5 et l'extrémité de la soupape sont rappelées l'une vers l'autre par des res- sorts antagonistes non représentés définissant une position d'équilibre de l'ensemble poussoir/soupape dans la-quelle la palette s'étend sensiblement à mi-chemin entre les deux électroaimants. Le noyau 2 de l'électroaimant 1 comporte une base 10 de laquelle s'étend deux branches latérales 11 ainsi qu'une branche centrale autour de laquelle s'étend la bobine 3. La branche centrale comporte deux portions 12 avec des faces inclinées en regard qui sont solidaires de la base 10. Les portions 12 forment une partie de support du noyau 2 adaptée à recevoir des aimants permanents 13 de sorte que ceux-ci s'étendent obliquement par rapport à l'axe X et forment un V dont la pcinte est ici tournée vers la base 10. Dans le V ainsi formé s'étend un coin 14 formant une partie d'extrémité de la branche centrale. Le trajet des flux générés par les aimants permanents 13 qui transitent dans le noyau 2 pour se refermer dans la palette 4 est tracé en traits pointillés épais sur la figure 1. Le coin 14 comporte une face d'extrémité 15 sur laquelle une rainure 17 s'étend parallèlement aux aimants permanents 13. La rainure 17 assure une nette séparation des flux respectifs des deux aimants permanents 13 qui passent de part et d'autre de la rainure 17. Comme cela est visible à la figure 3 (sur la-quelle le noyau est illustré retourné par rapport à la figure 1), le montage de l'actionneur se fait comme suit. Après avoir constitué le noyau 2 en assemblant les tôles qui forment la base 10, les branches latérales 11 et les portions de support 12, on met en place les aimants permanents 13 sur les portions de support 12. A cet égard, les portions de support 12 comportent des redans 50 facilitant le positionnement des aimants 13. Puis après avoir constitué le coin 14 en assemblant les tôles correspondantes, on rapporte le coin 14 sur les aimants permanents 13 comme indiqué par la flèche. Le coin 14 coiffe alors les aimants permanents 13 et est autocentré par le V for- mé par les aimants permanents 13. Sur la figure 3 est représenté un actionneur dou- ble destiné à actionner deux poussoirs (non représentés). A cet égard, l'actionneur double comporte deux bobines 3 et un noyau 2 commun obtenu en accolant deux noyaux iden- tiques à celui illustré à la figure 1 et en formant une seule branche des deux branches latérales accolées. Comme auparavant, le noyau 2 comporte des branches centrales autour desquels les bobines 3 s'étendent, les branches centrales comportant des portions de support 12 qui por- tent les aimants permanents 13, ainsi que des coins 14. Pour maintenir le tout, on utilise des brides 18 amagnétiques qui comportent chacune d'une part une partie élancée 19 qui vient se loger dans la rainure 17 de la face active 15 du coin 14 et d'autre part des tirants 20 qui s'étendent dans des orifices traversants du coin 14, puis entre les aimants permanents 13, et enfin dans des orifices du noyau 2 (non visibles) pour être fixés à ce dernier, par exemple par vissage ou encore par rivetage (en variante, les tirants pourraient traverser le noyau 2 pour être fixés directement au corps 100). Les brides amagnétiques 18 permettent d'exercer un effort de pression pour rattraper, voire annuler l'entrefer résiduel pouvant subsister du fait des tolérances de fabrication entre d'une part les portions de support 12 et les aimants permanents 13, et d'autre part les aimants permanents 13 et le coin 14. Ce rattrapage d'entre-fers permet d'augmenter le rendement magnétique de l'actionneur. Selon un aspect particulier de l'invention plus particulièrement visible à la figure 1, la face d'extré- mité 15 du coin 14 s'étend avec un retrait h par rapport aux faces d'extrémité 16 des branches latérales 11. Ainsi, lorsque la palette 4 vient en butée contre le noyau 2, celle-ci ne bute que sur les faces d'extrémi- té 16 des branches latérales 11, et non sur la branche centrale. De façon générale, et plus particulièrement lorsque les aimants permanents sont réalisés par agglomé- ration de matériaux en poudre, les aimants permanents sont très sensibles aux chocs. Le retrait h permet de soustraire les aimants permanents 13 aux chocs de la pa-lette 2 contre le noyau 4, ce qui augmente la durée de vie de l'actionneur. En outre, en l'absence d'un tel retrait, les to- lérances de fabrication du noyau donneraient lieu à des entrefers résiduels entre la palette et les branches de l'actionneur causant un hystérésis magnétique qui perturberait la répétabilité du décollage de la palette 4 du noyau 2. Le retrait permet de diminuer, voire éliminer cet hystérésis. A cet effet, on choisit de préférence un retrait h de l'ordre de quelques dixièmes de millimètres, donc bien plus important que les entrefers qui sont de l'ordre de quelques dizaines de micromètres de sorte que retrait h forme entre la palette e: la branche centrale un entrefer important dont l'influence est prépondérante sur celle des entrefers résiduels lorsque la palette est à proximité du noyau, ce qui permet de diminuer voire d'éliminer les effets de l'hystérésis magnétique causé par les entrefers résiduels. En pratique, on choisira de préférence un retrait h supérieur à 0,1 millimètres, tout en restant inférieur à 0,35 millimètres, afin de ne pas pénaliser les performances de l'actionneur. Selon un aspect particulier de l'invention plus particulièrement visible aux figures 1 et 2, le noyau 2 comporte un dégagement 30 qui s'étend entre les aimants permanents 13 au niveau de la pointe du V, et dans lequel est engagée la pointe 31 du coin 14. Le serrage du coin 14 au moyen de la bride 18 peut conduire, en raison de l'angle relativement aigu du coin 14, à une dispersion importante de la position de la pointe 31 selon l'axe X. Le dégagement 30 permet d'absorber cette dispersion tout en évitant un contact entre la pointe 31 et le reste du noyau 2. En outre, le dégagement 30 sera choisi assez pro- fond pour former un entrefer suffisamment important entre le coin 14 et la base 10 évitant en service un passage de flux magnétique entre le coin 14 et la base 10 qui court-circuiterait les aimants permanents 13. Enfin, le dégagement 30 forme une zone amagnétique à la base des aimants permanents 13 à l'endroit où ceux-ci forment la pointe du V, ce qui permet une nette séparation des flux des aimants permanents 13 dans cette zone du noyau. L'invention n'est pas limitée à ce qui vient d'être décrit, mais bien au contraire englobe toute va-riante entrant dans le cadre défini par les revendications. En particulier, bien que l'on ait illustré ici 15 des actionneurs dont les aimants permanents forment un V dont la pointe est tournée vers la base du noyau, on pourra également disposer les aimants de sorte qu'ils forment un V avec la pointe dirigée vers la palette. Les partie de support des aimants solidaire de la base corn- 20 portera des faces inclinées qui ne sont plus en regard, mais qui sont tournés vers les branches latérales, tandis que la partie d'extrémité de la branche centrale n'aura plus une forme de coin, mais une forme de chapeau. 10 REVENDICATIONS 1. Actionneur électromagnétique comportant un or- gane d'actionnement associé à une palette (4) et mobile sous l'action d'au moins un électroaimant qui comporte : - une bobine (3) ; - un noyau (2) adapté à canaliser un flux de la bobine pour qu'il se referme dans La palette, le noyau comportant une base (10) de laquelle s'étend des branches dont une branche centrale autour de laquelle s'étend la bobine; - deux aimants permanents (13) qui sont associés au noyau de sorte que ce dernier canalise un flux des aimants permanents pour qu'il se referme dans la palette, les aimants étant traversés par le flux de la bobine; caractérisé en ce que les deux aimants permanents sont disposés dans la branche centrale du noyau pour for-mer un V qui sépare la branche centrale en une partie de support (12) des aimants permanents solidaire de la base et une partie d'extrémité (14) coiffant les aimants permanents, l'une des parties (14) formant une pointe engagée entre les aimants permanents tandis que l'autre des parties (12) comporte un dégagement (30) à la base du V formé par les aimants permanents. 2. Actionneur électromagnétique selon la revendication 1, dans lequel le dégagement (30) a une profondeur suffisante pour éviter en service un passage de flux magnétique entre les parties (14, 12) du noyau.30