Brevet FR2902922A1 — publié le 20071228

Domaine de l'invention La présente invention concerne un actionneur électromagnétique, notamment électropneumatique, comportant un noyau magnétique et au moins une bobine électromagnétique ainsi qu'un induit magnétique, le noyau magnétique étant logé dans un boîtier. Etat de la technique Le document DE-196 23 960-Al concerne un convertisseur électro-pneumatique de pression. Ce convertisseur électro-pneumatique de pression comporte une électrovanne munie d'une bobine électromagnétique ainsi que d'un induit coulissant contre une butée formant un siège d'étanchéité. L'induit est tenu à l'aide d'un élément de fixation élastique en flexion. Lorsque la bobine électromagnétique est coupée du courant, l'induit est tenu à distance de la butée de façon à former un intervalle annulaire entre une zone sollicitée avec la pression ambiante et une zone sollicitée en dépression dans le convertisseur électro-pneumatique de pression. L'intervalle annulaire peut se régler à l'aide d'un élément de fixation élastique en flexion. La force de ressort de l'élément de fixation qui tient l'induit dans la direction horizontale est supérieure à la force de ressort agissant perpendiculairement sur l'induit, cette dernière force étant exercée par un élément de ressort poussant l'induit en direction de la butée. Le document DE-103 13 854-Al concerne un convertisseur électro-pneumatique de pression avec un circuit magnétique compensé en température. Le convertisseur de pression électro-pneumatique intègre une électrovanne. L'électrovanne comporte une bobine électromagnétique dans le boîtier ainsi qu'un induit d'aimant guidé en translation dans le boîtier. En regard de celui-ci, il y a un noyau magnétique formant un entrefer actif. Le noyau magnétique est muni d'un perçage traversant soumis au niveau de pression ambiante pATM. L'électrovanne comporte un élément de dilatation réalisé en une matière qui se dilate sous l'effet des variations de température et limite l'entrefer de travail entre l'induit de l'électroaimant et le noyau de l'électroaimant. A la fabrication d'actionneurs électro-pneumatiques comme par exemple un convertisseur électro-pneumatique, on règle individuellement la force magnétique et ainsi la courbe caractéristique de chaque composant. Le réglage de la force magnétique se fait à l'aide d'un noyau magnétique. Ce réglage de la force magnétique devrait être assuré si possible pendant toute la durée de vie de la pièce. Pour garantir le noyau magnétique dans l'actionneur électro-pneumatique, on utilise actuellement un revêtement du noyau magnétique. Ce revêtement a l'inconvénient de nécessiter un couple de rotation très important pour visser le noyau magnétique dans un étrier magnétique ; actuellement ce couple dépasse le couple de dévissage c'est-à-dire le io couple nécessaire pour dégager le noyau magnétique de l'étrier magnétique. Les actionneurs électro-pneumatiques sont fabriqués en général en grande série dans des lignes de fabrication et la courbe caractéristique du réglage de la force magnétique se fait automatiquement. On rencontre alors la difficulté qu'avec un couple de 15 vissage important, le réglage exact de l'unité vissée est difficile à réaliser. En outre, la pulvérisation du revêtement intervient très fortement sur l'épaisseur de dépôt et donc sur le couple de vissage de sorte que sous l'effet des revêtements d'épaisseurs différentes, le couple de vissage varie fortement dans des limites larges. 20 Exposé de l'invention L'invention propose de bloquer le noyau magnétique dans la partie magnétique d'un convertisseur électromagnétique en le fixant sur le noyau magnétique par un blocage en rotation par une liaison par la forme. Le blocage en rotation du noyau magnétique est réalisé par 25 une fixation combinée par la forme et la force entre le noyau magnétique et d'autres composants de l'actionneur électro-pneumatique comme par exemple son boîtier et un couvercle de filtre logé dans le boîtier. Le blocage du noyau magnétique selon l'invention évite une transformation de la construction de l'actionneur électro-pneumatique. 30 Pour la fabrication de l'actionneur électro-pneumatique il n'y a pas d'opération supplémentaire ; de plus, on supprime le revêtement du noyau magnétique. En outre, on augmente considérablement la sécurité du procédé du point de vue de l'assemblage du noyau magnétique avec un composant tel que par exemple un étrier magnétique d'un 35 actionneur électro-pneumatique. Alors que pour le blocage de la fixation actuelle du noyau magnétique de ce type il fallait visser une liaison à vis dans l'étrier magnétique, le noyau magnétique est maintenant bloqué par un blocage par une liaison par la forme. Au montage de l'actionneur électro- pneumatique comme par exemple d'un convertisseur de pression électro-pneumatique, on entoure par exemple deux bobines électromagnétiques concentriques dans un manchon et on glisse l'induit magnétique. Pour la suite du montage de l'actionneur électropneumatique, on glisse le noyau magnétique dans un étrier magnétique et on règle ensuite la caractéristique de la pièce. Le noyau magnétique muni d'un joint torique est relié à l'induit magnétique déjà installé dans l'actionneur électropneumatique, ou engagé sur celui-ci. Au montage du couvercle à filtre prévu sur l'actionneur électro-pneumatique, on fixe le noyau magnétique dans le boîtier de l'actionneur électro-pneumatique. Pour cela, l'extrémité du noyau magnétique à l'opposé de l'induit comporte une forme profilée réalisée par exemple comme un moletage suivant toute la périphérie du pied du noyau magnétique. Le moletage peut s'étendre à la fois par segment à la périphérie du pied de l'induit magnétique ou se développer en continu sur toute la périphérie du pied du noyau magnétique. Le profilage à la périphérie du pied du noyau magnétique s'accroche de préférence dans une entretoise dépassant de la pièce rapportée telle que par exemple d'un couvercle de filtre alors que l'entretoise de la pièce rapportée s'appuie par une liaison par la forme contre le boîtier, par au moins une nervure ou entretoise ou au moins une partie en saillie pénétrant dans une cavité. La solution de l'invention permet d'une part une liaison par la forme de la zone périphérique du noyau de l'aimant au couvercle de filtre qui se fixe au boîtier de l'actionneur électropneumatique, et d'autre part une liaison par la forme entre le couvercle de filtre et le boîtier du convertisseur électro-pneumatique au cours d'une seule opération. Comme le montage du couvercle de filtre n'est pas modifié par rapport à l'état actuel, il n'y a pas de travail supplémentaire et de plus, la suppression du revêtement du noyau magnétique nécessaire jusqu'alors permet une économie. Dessins La présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation représentés dans les dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue de côté d'un actionneur électro-pneumatique selon l'invention, - la figure 2 est une coupe longitudinale de l'actionneur électro- pneumatique selon la figure 1, coupé suivant le plan de coupe II-II, - la figure 3 est une section du boîtier de filtre sur le côté inférieur de l'actionneur électro-pneumatique de la figure 1 suivant le plan de coupe III-III, - la figure 4 montre une représentation à échelle agrandie de la fixation par une liaison de forme du noyau magnétique ou au boîtier de filtre de l'actionneur électropneumatique, et - la figure 5 est une vue de dessus à échelle agrandie de la liaison par la forme entre le noyau magnétique et le couvercle de filtre qui l'entoure, ainsi que sur la liaison par la forme entre le couvercle de filtre et le boîtier qui l'entoure. Description de modes de réalisation La représentation de la figure 1 correspond à un actionneur électro-pneumatique représenté en vue de côté. Selon la représentation de la figure 1, l'actionneur électro-pneumatique 10 comporte un couvercle de boîtier 30 muni d'un branchement à la fois pour la dépression d'utilisateur pv et pour la pression ambiante pATM. A côté du boîtier 12 de l'actionneur électro- pneumatique 10 on a une prise pour un connecteur non représenté. L'actionneur électro-pneumatique 10 représenté à la figure 1 est essentiellement symétrique par rapport à l'axe de symétrie ; il comporte un couvercle de filtre 50 dans sa zone inférieure au niveau de la face inférieure du boîtier 12. Selon le plan de coupe II-II, la coupe longitudinale de l'actionneur électro-pneumatique 10 selon la représentation de la figure 1 permet une description plus détaillée ; la référence III-III représente une section du couvercle de filtre 50 qui sera décrit en liaison avec la figure 3. La représentation de la figure 1 montre que le couvercle de filtre 50 constitué dans cet exemple de réalisation 4 par le composant rapporté au boîtier 12, est muni en son centre d'un téton 76, réalisé par injection. Le téton 76 du couvercle de filtre 50 pénètre dans une cavité 74 de la face frontale inférieure du noyau magnétique 19. L'introduction du téton 76 dans la cavité 74 du noyau magnétique 19 permet de réaliser une liaison par la forme entre le couvercle de filtre 50 et le noyau magnétique 19. La cavité 74 est réalisée dans la face frontale du noyau magnétique 19 au regard du couvercle de filtre 50 sous la forme de plusieurs bossages intérieurs à la surface limite de la cavité 74 dans le noyau magnétique 19 (empreinte Torx, intérieure). Lorsqu'on introduit le téton 76 du couvercle de filtre 50 dans la cavité 74 de forme configurée de la face frontale du noyau magnétique 10, on réalise une liaison par pincement, solidaire en rotation entre le noyau magnétique 19 et le couvercle de filtre 50 ; pour cette liaison, le couvercle de filtre 50 est de son côté bloqué solidairement en rotation au boîtier 12 (voir également la vue en coupe de la figure 3). La représentation de la figure 2 correspond à la coupe selon II-II de la figure 1 dans l'actionneur électro-pneumatique. L'actionneur électro-pneumatique 10 selon la représentation de la figure 2 comporte d'une part le couvercle de boîtier 30 qui entoure une membrane de couvercle 29 couvrant la face frontale supérieure du boîtier 12. En regard du couvercle de boîtier 30, dans la zone inférieure du boîtier 12, se trouve le couvercle de filtre 50. Un manchon de guidage 59 est logé à l'intérieur du boîtier 12 ; ce manchon comporte un épaulement annulaire au-dessus duquel se trouve chaque fois une bobine électromagnétique 13. La bobine électromagnétique 13 se glisse par le côté dans un étrier magnétique 54. L'étrier magnétique 54 entoure la bobine électromagnétique 13. Par le côté inférieur, on glisse un manchon de guidage 59 à travers l'étrier magnétique 54 et la bobine électromagnétique 13. Latéralement, on engage un coin de fixation 53 dans le manchon de guidage 59 pour bloquer axialement la bobine électromagnétique 13. L'induit magnétique porte la référence 16. L'ensemble pré-assemblé décrit ci-dessus est enfoncé dans le boîtier 12. Ensuite on enfonce le noyau magnétique 19 par en dessous à travers une ouverture 58 du boîtier 12 dans le manchon de guidage 59. Le noyau magnétique 16 et la membrane de couvercle 21 se placent par le côté supérieur dans le manchon de guidage 59. Le couvercle de boîtier 30 se clipse sur le boîtier 12. A l'aide d'un filetage on règle la force magnétique du noyau magnétique 19 et ensuite on fixe le couvercle de filtre 50 par en dessous au boîtier 12. Le couvercle de filtre 50 se fixe au boîtier 12 par une liaison par encliquetage. Le couvercle de filtre 50 comporte un logement 52 complémentaire à la zone de base de l'induit magnétique 19. Le côté intérieur du logement 52 peut comporter un profil intérieur 56 tel que par exemple un profil à nervure. La zone de base du noyau magnétique 19 peut également être réalisée avec un profil extérieur permettant une liaison par la forme, soit continue soit de manière interrompue le long de sa périphérie. Les nervures 68 en saillie du couvercle de filtre 50 (voir la représentation de la figure 4) couvrent le profil extérieur du noyau magnétique 19 par exemple réalisé sous la forme d'un moletage, pour fixer le noyau magnétique 19 dans le boîtier 12. En même temps, on peut fixer solidairement en rotation le couvercle de filtre 50 au boîtier 12. A la place d'une liaison par la forme entre le côté extérieur du noyau magnétique 19 dans sa zone de base on peut également réaliser la liaison par la forme (comme cela a déjà été décrit pour la figure 1) par un téton 76 injecté sur le côté intérieur du couvercle de filtre 50 et d'une cavité 74 dans la face frontale inférieure du noyau magnétique 19. La solution proposée selon l'invention permet de bloquer par une liaison par la forme le noyau magnétique 19 à la fois à l'aide du téton 76 dans la cavité 74 du noyau magnétique 19 et aussi par un profil extérieur réalisé dans la zone de base du noyau magnétique 19, et que chevauchent les nervures du couvercle de filtre 50. La figure 3 montre une vue en coupe du couvercle de filtre selon le plan de coupe III-III de la figure 1. La représentation de la figure 3 montre le couvercle de filtre 50 coupé. Le couvercle de filtre 50, représenté coupé est bloqué solidairement en rotation au boîtier 12 par au moins une partie en saillie 70. De manière préférentielle, on réalise plusieurs parties en saillie 70 au niveau de l'ouverture par laquelle le boîtier 12 entoure le couvercle de filtre 50 ; ces parties en saillies pénètrent dans les nervures 68 du couvercle de filtre 50. Les nervures 68 ont sur le côté tourné vers la périphérique du noyau magnétique 19 un profil 56 réalisé par exemple par un moletage ou par un nervurage. Le profil intérieur 56 pénètre dans le profil extérieur 64 à la base du noyau magnétique 19. Ainsi le noyau magnétique 19 est logé par une liaison par la forme dans le couvercle de filtre 50 réalisant une io liaison par la forme 60 entre le noyau magnétique 19 et le couvercle de filtre 50 par le moletage 64 à la base du noyau magnétique 19 et le profil intérieur 56 sur le côté intérieur des nervures 68 du couvercle de filtre 50. La vue en coupe de la figure 3 montre en outre que le blocage du noyau magnétique 19 dans le couvercle de filtre 50 peut également 15 se réaliser à l'aide du téton 76 injecté sur le couvercle de filtre 50 et pénétrant dans la cavité 74 du noyau magnétique 19. La cavité 74 de la face frontale du noyau magnétique 19 tournée vers le couvercle de filtre 50 est réalisée par exemple sous la forme d'une empreinte intérieure Torx ce qui donne la déformation du téton 76 représenté à la figure 3 20 lorsqu'il est engagé dans la cavité 74 du noyau magnétique 19. A côté d'un blocage par une liaison par la forme du noyau magnétique 19 par son profil extérieur 64 coopérant avec le profil 56 des nervures 68 du couvercle de filtre 50, et créant une liaison extérieure par la forme, il est tout aussi bien possible de relier le noyau magnétique 19, en variante 25 en introduisant le téton 76 du couvercle de filtre 50 dans la cavité 74 du noyau magnétique 19 pour une liaison par la forme. En outre, la représentation de la figure 3 montre que le couvercle de filtre 50 peut être logé de manière bloquée en rotation dans la zone des nervures 68 en dépassant par des parties en saillie 70 30 réalisées de préférence au niveau de l'ouverture 58 du boîtier 12. La liaison par la forme entre les nervures 68 du couvercle de filtre 50 et l'ouverture 58 du boîtier 12 porte la référence 62 dans la représentation de la figure 3. La représentation de la figure 4 est une vue en coupe de 35 la liaison par la forme du noyau magnétique et du couvercle de filtre. La figure 4 montre que le noyau magnétique 19 est entouré par le boîtier 12 de l'actionneur électro-pneumatique 10. Dans la zone de base du noyau magnétique 19, on a le profil extérieur 64 sous la forme d'un moletage périphérique réalisant une liaison par la forme 60 (voir figure 3) avec le profil intérieur 56 des nervures 68 du couvercle de filtre 50. A la place du profil extérieur 64 continu qui occupe toute la périphérie de la base du noyau magnétique 19, on peut également le réaliser par segment à la périphérie de la base du noyau magnétique 19. La liaison par la forme 60 entre le profil intérieur 56 des nervures 68 du couvercle de filtre 50 et le profil extérieur 64 sous la forme d'un moletage bloque solidairement en rotation le noyau magnétique 19 par le couvercle de filtre 50 alors que par ailleurs le couvercle de filtre 50 peut se fixer par exemple par la liaison par la forme 62 représentée à la figure 3, par au moins une partie en saillie 70 et au moins une nervure 68, de manière solidaire en rotation au boîtier 12. Il serait également possible de réaliser une liaison par serrage 72 entre les nervures 68 qui dépassent du couvercle de filtre 50 et qui recouvrent la zone de base du noyau magnétique 19. La représentation de la figure 5 montre les liaisons par la forme entre le noyau magnétique 19 et le couvercle de filtre 50, ainsi qu'entre le couvercle de filtre 50 et le boîtier 12 selon une représentation à échelle agrandie. La représentation de la figure 5 montre que dans le profil extérieur 64 pénètre le profil intérieur 56 sous la forme d'un moletage des nervures 68 du couvercle de filtre 50. On introduit la liaison par la forme portant la référence 60 entre le noyau magnétique 19 et le couvercle de filtre 50. Cela bloque en rotation le noyau magnétique 19 par rapport au couvercle de filtre 50 ; le couvercle de filtre 50 est lui- même bloqué en rotation par exemple par la liaison par la forme 62 entre le couvercle de filtre 50 et le boîtier 12. La liaison par la forme 62 entre le couvercle de filtre 50 et le boîtier 12 est réalisée de préférence par au moins une partie en saillie 70 de forme triangulaire pénétrant dans au moins une nervure 68 de forme complémentaire du couvercle de filtre 50. La liaison par la forme 62 entre la partie en saillie 70 par exemple de forme triangulaire et au moins une nervure 68 de forme complémentaire peut être réalisée avec une distribution angulaire à 90 à la périphérie du couvercle de filtre 50. A la place de la configuration triangulaire des parties en 5 saillie 70 ou des nervures 68 représentées aux figures 3 et 4, on peut également envisager toute autre géométrie. Pour le profil extérieur 64 prévu à la base du noyau magnétique 19 il convient de retenir que comme représenté aux figures 3 et 5, ce profil s'étend soit complètement soit par segment ou par 10 tronçons à la périphérie du pied ou de la base du noyau magnétique 19. A la place de l'actionneur électro-pneumatique 10 on peut également envisager un convertisseur de pression électropneumatique (comme dans les figures précédentes) appliquant la solution de l'invention également à d'autres composants dans lesquels 15 un noyau magnétique 19 se bloque dans un boîtier 12 à l'aide d'un composant rapporté comme par exemple un couvercle de filtre 50. 20 REVENDICATIONS 1 ) Actionneur électromagnétique notamment actionneur électropneumatique (10) comportant un noyau magnétique (19) et au moins une bobine électromagnétique (13) ainsi qu'un induit magnétique (16), le noyau magnétique (19) étant logé dans un boîtier (12), caractérisé en ce que le noyau magnétique (19) est bloqué en rotation par une liaison par la forme (60) par une pièce rapportée (50) elle-même fixée solidairement en rotation au boîtier (12). 2 ) Actionneur électromagnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le noyau magnétique (19) présente à sa périphérie un profil extérieur (64) continu ou réalisé par segments dans la direction périphérique. 3 ) Actionneur électromagnétique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce rapportée (50) comporte au niveau du logement de réception (52), un profil intérieur (56) réalisant une liaison par la forme (60) avec le noyau magnétique (19). 4 ) Actionneur électromagnétique selon la revendication 2, caractérisé en ce que le profil extérieur (64) est sous la forme d'un moletage. 5 ) Actionneur électromagnétique selon la revendication 3, caractérisé en ce que la pièce rapportée (50) comporte au niveau de l'orifice de réception (52) du noyau magnétique (19) au moins une nervure (68) pour réaliser une liaison par la forme (62) avec le boîtier (12). 6 ) Actionneur électromagnétique selon la revendication 5, caractérisé en ce qu' au moins une nervure (68) de la pièce rapportée (50) est réalisée au niveau du point d'assemblage avec l'orifice (58) du boîtier (12).7 ) Actionneur électromagnétique selon la revendication 6, caractérisé en ce qu' au moins une saillie (70) réalisée dans la zone de l'orifice (58) du boîtier, s'applique contre au moins une nervure (68). 8 ) Procédé de montage d'un actionneur magnétique (10) comportant un noyau magnétique (19) notamment d'un actionneur électropneumatique, caractérisé par les étapes suivantes : a) on introduit le noyau magnétique (19) dans l'étrier magnétique (54) ; b) on règle la courbe caractéristique de l'actionneur magnétique (10) ; c) on monte une pièce rapportée (50) qui bloque le noyau magnétique (19) dans le boîtier (12) de l'actionneur magnétique (10) ; et d) on bloque la position de montage du noyau magnétique (19) dans le boîtier (12) par une liaison par la forme (60) avec la pièce rapportée (50). 9 ) Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que pour l'étape d), on bloque solidairement en rotation la pièce rapportée (50) au boîtier (12) par une liaison par la forme (62). 10 ) Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que selon l'étape de procédé d), on réalise la liaison par la forme (60) par un agrippage du profil extérieur (64) à la périphérie du noyau magnétique (19), avec le profil intérieur (56) de la pièce rapportée (50).30