Brevet FR2910739A1 — publié le 20080627

Actionneur électrique, en particulier pour l'entraînement d'un arbre de sélection d'une boîte de vitesses. L'invention concerne un actionneur électrique, en particulier pour 5 l'entraînement d'un arbre de sélection d'une boîte de vitesses. On connaît, par la demande FR05.07540 de la demanderesse, un actionneur électrique d'entraînement d'un axe de sélection d'une boîte de vitesses de véhicule automobile qui comprend une bobine guidée en rotation entre deux aimants permanents plats portés par une culasse. 10 La culasse est formée de deux plaques parallèles supérieure et inférieure qui portent chacune un aimant permanent plat, d'une plaque médiane qui s'étend entre les deux plaques supérieure et inférieure, et de montants qui relient les trois plaques, celles-ci étant en forme de secteur circulaire. 15 La bobine est formée de spires de fil électroconducteur qui sont enroulées sur un support isolant qui entoure la plaque médiane de la culasse et qui peut pivoter autour d'un axe parallèle aux plaques de la culasse et qui passe par le centre des secteurs circulaires formés par ces plaques. 20 Cet actionneur présente de nombreux avantages par rapport aux dispositifs de la technique antérieure, en termes de réduction de masse et de coût des aimants permanents, de diminution de la masse et de l'inertie de la bobine et du temps de réponse de l'actionneur, mais a l'inconvénient d'être sensible aux chocs et aux vibrations du fait de l'excentration de la 25 bobine par rapport à son axe de rotation. De plus, le débattement angulaire de la bobine est relativement faible, typiquement de l'ordre de 40 à 50 . La présente invention a notamment pour but d'éviter ces inconvénients dans un actionneur électrique d'un arbre de sélection d'une boîte de vitesses. 30 Elle propose à cet effet un actionneur électrique comprenant une bobine montée à rotation autour d'un axe entre des aimants permanents 2910739 2 plats portés par une culasse, des moyens de liaison de l'axe de la bobine à un arbre de sélection d'une boîte de vitesses et des moyens d'alimentation électrique de la bobine, la culasse comprenant deux plaques parallèles supérieure et inférieure qui portent chacune un élément permanent plat et entre lesquelles est placée la bobine, caractérisé en ce que la bobine est centrée sur l'axe de rotation et a un débattement angulaire compris entre 90 et 180 , et en ce que son axe de rotation est relié par un engrenage démultiplicateur à l'arbre de sélection de la boîte de vitesses. L'actionneur électrique selon l'invention présente de nombreux 10 avantages : - la course angulaire de la bobine est au moins deux fois plus élevée que dans la technique antérieure, de sorte que l'on dispose de plus d'énergie pour l'entraînement de l'arbre de sélection de la boîte de vitesses, 15 - l'axe de la bobine est relié à cet arbre par un engrenage démultiplicateur, ce qui permet d'appliquer un couple de rotation plus élevé à l'arbre, tout en conservant une certaine réversibilité, - la bobine est centrée sur l'axe de rotation de l'actionneur, d'où une faible sensibilité aux chocs, cahots et vibrations, 20 - l'absence de plaque de culasse entre les aimants réduit le poids et permet de diminuer l'entrefer et la masse des aimants permanents utilisés - l'inertie de la bobine est réduite, - l'échauffement par effet Joule est plus faible. Selon une autre caractéristique de l'invention, les plaques de la 25 culasse et des aimants permanents sont des disques circulaires centrés sur l'axe de rotation de la bobine et traversés avec jeu par cet axe. La bobine comprend des spires de fil électroconducteur formant des conducteurs parallèles bobinés sur un support qui est solidaire de l'axe de rotation de la bobine et qui est en forme de disque ou de barreau à section 30 rectangulaire. 2910739 3 Dans un premier mode de réalisation, ce support est électriquement isolant. Dans une variante de réalisation, le support est formé d'une plaque d'acier ou d'un autre matériau à propriétés ferromagnétiques. 5 La bobine et la culasse de l'actionneur sont logées dans un boîtier qui porte la culasse et comprend des paliers de support et de guidage en rotation de l'axe de la bobine. L'engrenage démultiplicateur qui relie l'axe de la bobine à l'arbre de sélection de la boîte de vitesses comprend un ensemble de roues dentées en prise, dont les unes sont portées par une extrémité de l'axe de la bobine et les autres sont portées par le boîtier. La roue dentée de sortie de l'engrenage démultiplicateur est reliée à l'arbre de sélection de la boîte de vitesses, par exemple par une tringle ou tige rigide, ainsi qu'à une commande manuelle de rappel ou point mort. Cela permet en cas de panne, de ramener la boîte de vitesses au point mort au moyen d'une commande manuelle, et donc de déplacer plus facilement le véhicule jusqu'à un atelier de réparation. L'autre extrémité de l'axe de rotation de la bobine est avantageusement tubulaire et forme un conduit de passage des fils d'alimentation électrique de la bobine. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit, faite à titre d'exemple en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en coupe axiale d'un actionneur selon l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique en coupe transversale selon la ligne II-II de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue schématique en perspective de la bobine de l'actionneur ; - la figure 4 est une vue schématique de dessus de l'actionneur ; 2910739 4 -la figure 5 est une vue schématique en perspective d'une variante de réalisation de la bobine de l'actionneur. L'actionneur électrique représenté schématiquement en figure 1 comprend essentiellement un boîtier 10 formé d'un socle 12 sur lequel un 5 capot 14 est posé et fixé au moyen de vis 16, le socle 12 et le capot 14 comprenant chacun un orifice central de montage d'un palier tel qu'un roulement 18 pour le centrage et le guidage en rotation d'un arbre 20 qui constitue à la fois le support d'une bobine 22 et l'organe de sortie de l'actionneur. 10 La bobine 22 portée par l'arbre 20 est guidée en rotation entre deux aimants permanents plats 24 dont l'un est fixé sur la face inférieure d'une plaque supérieure 26 d'une culasse magnétique et l'autre est fixée sur la face supérieure d'une plaque inférieure 28 de la culasse. Ces deux plaques 26 et 28 ainsi que les aimants permanents plats 15 24, sont en forme de disque circulaire comportant un orifice central de passage de l'arbre 20 et sont fixés au socle 12 et au capot 14 du boîtier par des montants verticaux 30 en deux points diamétralement opposés de leur périphérie extérieure. La bobine 22 est formée d'un certain nombre de spires 32 de fil 20 électroconducteur qui sont enroulées sur un support isolant 34 en forme de disque de façon à former une série de conducteurs rectilignes parallèles qui s'étendent diamétralement sur le disque 34 sur les deux faces de celui-ci et qui forment une sorte de barreau conducteur rectiligne sur chaque face du disque 34. 25 Le disque 34 est porté par l'arbre 20 dont l'extrémité inférieure peut être tubulaire et constitue alors un conduit de passage des fils 36 d'alimentation électrique de la bobine. Ces fils peuvent être reliés à un connecteur 38 monté, par exemple par clipsage dans l'extrémité inférieure de l'arbre 20. 30 L'extrémité supérieure de cet arbre s'étend au-dessus du boîtier 10 et est solidaire en rotation d'une première roue dentée 40 qui est en prise 2910739 5 avec une seconde roue dentée 42 montée à rotation autour d'un axe 44 sur le capot et qui comporte un manchon supérieur 46 à denture extérieure en prise avec une troisième roue dentée 48 montée à rotation sur l'extrémité supérieure de l'arbre 20. 5 Cette troisième roue dentée 48 forme l'élément de sortie d'un engrenage démultiplicateur dont l'élément d'entrée est l'arbre 20 et est reliée, par exemple par une tringle 50 comme représenté en figure 4, à l'arbre de sélection d'une boîte de vitesses. Comme on peut le voir sur la figure 4, les roues dentées 40, 42 et 48 10 ainsi que le manchon 46 ont des contours qui ne sont pas de forme circulaire, ce qui permet d'avoir une loi course ù effort non linéaire et d'adapter la caractéristique couple - angle de rotation de l'actionneur aux exigences des constructeurs automobiles. La troisième roue dentée 48, qui est l'élément de sortie de 15 l'engrenage démultiplicateur, peut être reliée par un câble 52 à un moyen 54 de commande manuelle installé à bord du véhicule pour permettre, en cas de panne, de ramener la boîte de vitesses au point mort par traction sur le câble 52. Le débattement angulaire de la bobine 22 autour de l'axe de l'arbre 20 20 est, dans cet exemple de réalisation, d'environ 170 . Le rapport de transmission de l'engrenage démultiplicateur est d'environ 2 à 6 ce qui permet d'augmenter le couple appliqué à l'arbre de sélection de la boîte de vitesses tout en conservant les avantages d'une certaine réversibilité. Dans la variante de réalisation de la figure 5, la bobine 22 est formée 25 de deux séries 56 de conducteurs parallèles posés sur les deux faces d'un disque isolant 34, les deux séries 56 de fils conducteurs formant des sortes de plaques conductrices de forme rectangulaire. Dans les modes de réalisation qui ont été décrits et représentés, le circuit magnétique est formé par les plaques 26 et 28 de la culasse et le 30 courant électrique qui alimente la bobine 22 circule dans le même sens 2910739 6 dans les fils conducteurs qui se trouvent au-dessus et au-dessous du support isolant 34. Dans une variante de réalisation où le support 34 de la bobine est une plaque de matériau ferromagnétique, par exemple d'acier, le courant 5 électrique qui alimente la bobine 22 circule dans des sens opposés dans les fils conducteurs qui se trouvent au-dessus et au- dessous de la plaque. Lorsque, dans ces différents modes de réalisation, le couple qu'il faut appliquer à la bobine est relativement faible, on peut supprimer l'un des aimants qui se trouvent au-dessus ou au-dessous de la bobine. 10 REVENDICATIONS 1. Actionneur électrique, en particulier pour l'entraînement d'un arbre de sélection d'une boîte de vitesses, comprenant une bobine (22) montée à rotation autour d'un axe entre des aimants permanents plats (24) portés par une culasse, des moyens de liaison de l'axe de la bobine (22) à l'arbre de sélection de la boîte de vitesses et des moyens d'alimentation électrique de la bobine, la culasse comprenant deux plaques parallèles (26, 28) supérieure et inférieure portant chacune un aimant permanent plat (24) et entre lesquelles est placée la bobine (22), caractérisé en ce que la bobine est centrée sur l'axe de rotation et a un débattement angulaire compris entre 90 et 180 et en ce que son axe de rotation est relié par un engrenage démultiplicateur (40, 42, 46, 48) à l'arbre de sélection de la boîte de vitesses. 2. Actionneur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les plaques (26, 28) de la culasse et les aimants permanents (24) sont des disques circulaires centrés sur l'axe de rotation de la bobine et traversés avec jeu par cet axe. 3. Actionneur selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la bobine (22) comprend des spires de fil électroconducteur (32) formant des conducteurs parallèles bobinés sur un support (34) qui est solidaire de l'axe de rotation de la bobine. 4. Actionneur selon la revendication 3, caractérisé en ce que le support (34) est en forme de disque ou de barreau à section rectangulaire. 5. Actionneur selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le support (34) est électriquement isolant. 6. Actionneur selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que le support (34) est en matériau ferromagnétique. 7. Actionneur selon l'une des revendications précédentes, 30 caractérisé en ce que la bobine (22) et la culasse sont logées dans un 2910739 8 boîtier (10) qui porte la culasse et qui comprend des paliers (18) de support et de guidage en rotation de l'axe de la bobine. 8. Actionneur selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'engrenage démultiplicateur comprend un ensemble de roues dentées en 5 prise, dont les unes sont portées par une extrémité de l'axe (20) de la bobine et les autres sont portées par le boîtier (10). 9. Actionneur selon la revendication 8, caractérisé en ce que la roue dentée (48) de sortie de l'engrenage démultiplicateur est reliée à l'arbre de sélection de la boîte de vitesses et à une commande manuelle (52, 54) de 10 rappel au point mort. 10. Actionneur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une extrémité de l'axe (20) de rotation de la bobine est tubulaire et forme un conduit de passage des fils (36) d'alimentation électrique de la bobine.