Brevet FR3074228A1 — publié le 20190531

DISPOSITIF ELECTROMAGNETIQUE La présente invention concerne les dispositifs électromécaniques comportant une bobine et un élément mobile sous l'effet du champ magnétique de la bobine, et plus particulièrement mais non exclusivement les électrovannes dites de purge canister utilisées dans le domaine automobile. Le réservoir des véhicules à moteur thermique est muni d'un filtre à charbon actif appelé canister qui absorbe et retient les vapeurs de carburant provenant du réservoir. Le canister est relié à l'admission du moteur via une électrovanne de purge qui est fermée lorsque le moteur est à l'arrêt et qui s'ouvre de façon à permettre la purge du filtre lorsque le moteur est en fonctionnement. On connaît par le brevet EP 1 181 442 un exemple d'électrovanne de purge. De façon conventionnelle, l'électrovanne comporte un noyau fixe creux en un matériau ferromagnétique s'étendant selon un axe, une bobine montée autour du noyau fixe et un élément d'obturation, mobile selon l'axe du noyau fixe sous l'effet du champ magnétique généré par la bobine. La bobine de cette électrovanne subit lors du fonctionnement du moteur une variation importante de température qui entraîne une variation de sa résistivité électrique, et modifie son temps de réponse. Il y a un intérêt à diminuer l'amplitude de variation du temps de réponse de l'électrovanne afin d'améliorer le fonctionnement du circuit de purge. Plus généralement, pour les dispositifs électromécaniques comportant une bobine et un élément mobile sous l'effet du champ magnétique de la bobine, il existe un intérêt à bénéficier de conditions de fonctionnement les plus homogènes possibles malgré les variations de température auxquelles sont exposés ces dispositifs dans leur environnement d'utilisation. Il existe un besoin pour perfectionner encore les dispositifs électromécaniques et en particulier les électrovannes, notamment en vue d'obtenir des performances variant relativement peu avec la température. L'invention vise à répondre à ce besoin et elle y parvient grâce à un dispositif électromécanique, notamment une électrovanne, comportant : - Une bobine, 2 - un élément mobile sous l'effet du champ magnétique généré par la bobine, - une résistance électrique de type CTN reliée électriquement en série avec la bobine et couplée thermiquement à celle-ci de façon à compenser au moins partiellement la variation de la résistivité de la bobine avec la température. 5 La présence de la résistance CTN permet de compenser au moins partiellement l'évolution de la conductivité du conducteur électrique de la bobine avec la température ; ainsi, la résistance de l'ensemble constitué par la bobine et la résistance CTN varie moins que si la bobine était seule. Les performances électriques du dispositif varient alors dans une moindre mesure 10 avec la température, ce qui rend possible un contrôle plus précis du dispositif, et améliore la gestion des vapeurs de carburant dans le cas où ce dispositif est une électrovanne de purge. De préférence, le dispositif comporte une résistance électrique montée en parallèle avec la résistance de type CTN. 15 L'avantage est double. Tout d'abord, la présence de cette résistance permet de diminuer l'erreur de compensation due à la non-linéarité de la CTN. Ensuite, la résistance permet d'assurer une continuité de l'alimentation de la bobine en cas de défaillance de la résistance de type CTN. La résistance peut être une résistance de puissance, par exemple sous la forme d'un 20 composant discret de puissance comprise entre 1 et 5W. De préférence, de façon à améliorer le couplage thermique entre la bobine et la résistance de type CTN, et diminuer le gradient de température entre les deux, le dispositif comporte au moins un élément conducteur thermique, par exemple en cuivre, de conductivité thermique supérieure ou égale à 100, mieux à 200 Wm-1K-1, mieux supérieure 25 ou égale à 300 Wm-1K-1, disposé entre la bobine et la résistance de type CTN. Cet élément conducteur thermique peut être sous forme de bague ou réalisé autrement. L'élément conducteur thermique peut comporter une première portion au contact de la bobine et une deuxième portion au contact de la résistance de type CTN. La première 30 portion est de préférence en forme de portion de cylindre, de même axe que la bobine, et entoure celle-ci par exemple sur plus de 180°, voire sur 270° ou plus. 3 En l'absence d'un tel élément conducteur thermique, et notamment lorsque le dispositif comporte un corps en matière plastique dans lequel est reçu la bobine, on peut faire en sorte que ledit corps présente entre la bobine et la résistance de type CTN une résistance thermique relativement faible, de préférence inférieure ou égale à 50 KW-1. Une 5 façon d'y parvenir est de veiller à avoir une paroi mince entre ces deux éléments. Ainsi, le corps présente avantageusement une paroi qui est amincie dans une zone entre la bobine et la résistance de type CTN. Le corps peut notamment présenter, entre la résistance de type CTN et la bobine, une épaisseur de matière inférieure ou égale à 1,5mm, mieux à 1 ou 0,75mm, et de préférence supérieure à 0,5mm. De préférence, la matière plastique dudit 10 corps présente, notamment entre la bobine et la résistance électrique de type CTN, une conductivité électrique supérieure ou égale à 0,25 W/m/K, mieux à 1 W/m/K. Le corps peut comporter une paroi tubulaire définissant un logement pour la bobine, cette paroi entourant entièrement la bobine dans au moins un plan de coupe perpendiculaire à l'axe de celle-ci. Cette paroi tubulaire peut être venue de moulage par 15 injection avec le corps. De préférence, le dispositif est une électrovanne, notamment de purge du circuit de gestion des vapeurs de carburant d'un véhicule automobile, mais l'invention trouve à s'appliquer à d'autres types de dispositifs électromécaniques où une compensation de la variation de la conductivité électrique de la bobine doit être réalisée. 20 De façon classique, lorsque le dispositif est une électrovanne, celle-ci peut alors comporter : un noyau fixe creux en un matériau ferromagnétique, s'étendant selon un axe, - la bobine, montée autour du noyau fixe, 25 - un noyau plongeur, mobile selon l'axe du noyau fixe sous l'effet du champ magnétique généré par la bobine. De préférence, le noyau fixe présente une zone amincie, positionnée axialement entre les extrémités axiales du noyau plongeur. Cela permet d'atteindre plus facilement une saturation du matériau magnétique du noyau fixe dans la zone amincie et ainsi 30 d'augmenter la force d'attraction du noyau plongeur vers la position prise par celui-ci lorsque la bobine est électriquement alimentée. 4 Cette particularité de réalisation permet d'accroître les performances de l'électrovanne, par exemple pour rendre celle-ci plus rapide lors de son passage de l'état d'obturation à l'état ouvert, ou permet, à caractéristiques constantes, de diminuer la section de cuivre et/ou le courant dans la bobine. 5 La zone amincie peut ainsi avantageusement être réalisée de telle sorte que lorsque la bobine est parcourue par son courant nominal, elle soit saturée à plus de 95% par l'induction magnétique, voire à 100%. La zone amincie peut être réalisée de diverses manières. De préférence, la zone amincie présente une diminution progressive de sa section jusqu'à un minimum de section, 10 puis une augmentation progressive de sa section depuis ce minimum de section. Cela permet de limiter les fuites de champ magnétique, en évitant des zones très anguleuses, qui créent de forts gradients de champ. La zone amincie peut être définie au moins partiellement par au moins un creux ouvert radialement vers l'extérieur, ménagé sur le noyau fixe. Ce creux est par exemple 15 formé par usinage avec le reste du noyau fixe. La zone amincie peut être délimitée extérieurement par une gorge annulaire de forme générale en V, ouverte radialement vers l'extérieur. Cette gorge est de préférence de forme biconique. Elle peut être symétrique par rapport à un plan médian de symétrie, perpendiculaire à l'axe longitudinal du noyau fixe. De préférence, la zone amincie est 20 délimitée au moins partiellement par au moins un cône dont l'angle par rapport à l'axe du noyau fixe est compris entre 15 et 350 . Le noyau fixe peut présenter une épaisseur de matière en en dehors de la zone amincie et une épaisseur minimale en'' dans la zone amincie, avec en'' 2 mm, mieux 2 2 mm, mieux 2 REVENDICATIONS1. Dispositif électromécanique, notamment électrovanne (1), comportant : - Une bobine (20), - un élément (40) mobile sous l'effet du champ magnétique généré par la bobine, - une résistance électrique (2) de type CTN reliée électriquement en série avec la bobine et couplée thermiquement à celle-ci de façon à compenser au moins partiellement la variation de la résistivité de la bobine avec la température. 2. Dispositif électromécanique selon la revendication 1, comportant une résistance électrique (3) montée en parallèle avec la résistance (2) de type CTN. 3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, comportant au moins un élément conducteur thermique (100) de conductivité thermique supérieure ou égale à 100, mieux 200 Wm-1K-1' disposé entre la bobine (20) et la résistance (2) de type CTN. 4. Dispositif selon la revendication 3, l'élément conducteur thermique (100) étant de conductivité thermique supérieure ou égale à 300 Wm-1K-1 5. Dispositif selon l'une des revendications 3 et 4, l'élément conducteur thermique (100) étant sous forme de bague. 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, l'élément conducteur thermique comportant une première portion (100a) au contact de la bobine (20) et une deuxième portion (100b) au contact de la résistance (2) de type CTN. 7. Dispositif selon la revendication 6, la première portion (100a) étant en forme de portion de cylindre de même axe que la bobine (20) 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, l'élément conducteur thermique (100) étant en cuivre. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant un corps (84) en matière plastique dans lequel est reçu la bobine (20). 10. Dispositif selon la revendication 9, ledit corps présentant entre la bobine (20) et la résistance (2) de type CTN une résistance thermique inférieure ou égale à 50 KW-1 11. Dispositif selon la revendication 9 ou 10, ledit corps présentant une paroi (8) qui est amincie dans une zone (7) entre la bobine (20) et la résistance (2) de type CTN. 13 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, le corps présentant entre la résistance (2) de type CTN et la bobine (20) une épaisseur de matière inférieure ou égale à 1,5mm, et de préférence supérieure à 0,5 mm. 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, la matière plastique 5 dudit corps (84) présentant une conductivité électrique supérieure ou égale à 0,25 W/m/K. 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 13, ledit corps (84) comportant une paroi tubulaire (8) définissant un logement pour la bobine (20), cette paroi (8) entourant entièrement la bobine (20) dans au moins un plan de coupe 10 perpendiculaire à l'axe de celle-ci. 15. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, étant une électrovanne (1), notamment de purge du circuit de gestion des vapeurs de carburant d'un véhicule automobile. 15