Brevet FR3081607A1 — publié le 20191129

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. L'élément d'obturation se déplace vers une partie fixe de l'électrovanne pour fermer celle-ci. Un inconvénient de ce type d'électrovanne provient du fait que lorsque l'élément d'obturation se déplace pour fermer l'électrovanne, le contact entre l'élément d'obturation et la partie fixe provoque des ondes de vibrations. Ces ondes de vibrations étant dues au choc de l'élément d'obturation contre la partie fixe. Ces ondes de vibrations sont source de bruit. La présente invention a donc pour objet de pallier un ou plusieurs des inconvénients des dispositifs de l'art antérieur en proposant un dispositif électromécanique dont le bruit est limité. Pour cela la présente invention propose un dispositif électromécanique comportant : - une bobine, - une partie fixe formée par un conduit d'évacuation 2 - un élément déplaçable en direction de la partie fixe pour obturer le conduit d'évacuation sous l'effet de la force de rappel du ressort, et comportant un système d'atténuation du bruit. Selon un mode de réalisation de l'invention, le système d'atténuation du bruit est 5 formé d'aimant permanent disposé au niveau de la jonction entre la partie fixe formant le conduit et l'élément déplaçable, de façon à amortir les chocs vibratoires lors de la fermeture du conduit. L'amortissement permet de limiter le choc lors du contact de la partie fixe et de la partie mobile au moment de la fermeture du dispositif, et ainsi supprimer les ondes 10 acoustiques parasites. Selon un mode de réalisation de l'invention, le système d'atténuation du bruit comporte au moins deux aimants permanents disposés d'une part, pour le premier aimant, à l'extrémité de l'élément déplaçable et d'autre part, pour le deuxième aimant, à l'extrémité du conduit, en vis-à vis l'un de l'autre afin d'assurer une force magnétique de 15 freinage sans contact. Les aimants vont se repousser l'un par rapport à l'autre et vont ainsi créer une force magnétique de freinage qui permet de gérer l'accostage, c'est-à-dire le rapprochement des deux parties, mobile et fixe, sans choc. Selon un mode de réalisation de l'invention, les aimants ont une dimension 20 adaptée pour contrer la force de rappel du ressort, du dispositif, tout en permettant la fermeture du dispositif. Selon un mode de réalisation de l'invention, les aimants sont circulaires. Selon un mode de réalisation de l'invention, le premier aimant comporte une ouverture centrale adaptée pour le passage du conduit et le deuxième aimant, comporte 25 une ouverture centrale adaptée pour le passage d'un joint de clapet. Selon un mode de réalisation de l'invention, les aimants sont rectangulaires ou carrés. Selon un mode de réalisation de l'invention, les aimants sont fixés par tous moyens compatibles avec le fonctionnement du dispositif. 3 Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif est une électrovanne de purge canister. L'invention concerne également, l'utilisation du dispositif selon l'invention, dans un véhicule automobile. 5 D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris et apparaîtront plus clairement à la lecture de la description faite ci-après, en se référant aux figures annexées, données à titre d'exemple et dans lesquelles: - la figure 1 est une représentation schématique d'une vue en coupe longitudinale 10 d'un dispositif électromécanique selon l'invention, - la figure 2 est une représentation schématique d'une vue en coupe longitudinale d'une partie d'un dispositif électromécanique selon l'invention, - la figure 3 est une représentation de la vitesse de déplacement des éléments du dispositif électromécanique, courbe a) sans système d'atténuation du bruit, courbe b) 15 avec système d'atténuation du bruit selon l'invention. L'invention concerne un actionneur linéaire à noyau plongeur ou tout autre actionneur couplant magnétiquement une partie fixe avec une partie mobile et impliquant un accostage lors de la fermeture d'un système nécessitant une étanchéité afin d'assurer en position ouvert le passage d'un fluide et en position fermé le blocage de 20 ce même fluide. Le dispositif électromécanique représenté sous la forme d'une électrovanne 1 représentée sur la figure 1 est destinée à être montée au sein d'un circuit d'évacuation des vapeurs de carburant d'un véhicule automobile, mais l'invention n'est pas limitée à cette application, ni à une électrovanne. 25 Dans le cadre de l'invention, le dispositif électromécanique comporte un système d'atténuation du bruit. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'électrovanne est connectée à des conduits d'entrée et de sortie non représentés grâce à des embouts respectifs 81 et 82. L'embout 82 peut être moulé avec le corps 84 de l'électrovanne, en matière plastique, et l'embout 81 avec une pièce 83 qui est rapportée sur le corps 84 et le ferme. 4 Selon un mode de réalisation de l'invention, l'électrovanne 1 comporte un connecteur pour son raccordement électrique, dont on aperçoit sur la figure 1 le support de fixation 85. L'électrovanne 1 est, dans l'exemple considéré, fermée au repos, et s'ouvre lorsqu'alimentée électriquement, par exemple à une tension DC comprise entre 5 10 et 15V. Les matériaux de l'électrovanne sont choisis pour résister aux vapeurs d'hydrocarbures, notamment d'essence. Selon un mode de réalisation de l'invention, le corps 84 de l'électrovanne 1 comprend intérieurement un système électromagnétique. Ce système électromagnétique comporte, un noyau fixe 10, tubulaire d'axe X, porté à une extrémité par une platine 12 10 s'étendant perpendiculairement à l'axe X, le noyau 10 et la platine 12 étant en un matériau ferromagnétique doux tel que par exemple du fer ou un acier ferromagnétique. Le noyau 10 et la platine 12 peuvent être réalisés d'un seul tenant de façon monolithique, notamment par usinage. Selon un mode de réalisation de l'invention, l'électrovanne 1 comporte une 15 bobine 20 montée sur un support 21, par exemple en matière plastique, d'axe X, cette bobine 20 s'étendant autour du noyau fixe 10 pour générer en son sein un champ magnétique lorsqu'alimentée électriquement. La bobine 20 est par exemple en fil de cuivre isolé, notamment émaillé. Selon un mode de réalisation de l'invention, une culasse externe 30 en un 20 matériau ferromagnétique permet d'assurer le re-bouclage du flux magnétique entre l'extrémité 11 du noyau fixe 10 opposée à la platine 12 et cette dernière. L'électrovanne 1 comporte également un élément déplaçable selon l'axe X sous l'effet du champ magnétique généré par la bobine 20, cet élément mobile étant sous la forme d'un noyau plongeur 40, réalisé en un matériau ferromagnétique, mobile en 25 translation suivant l'axe X à l'intérieur du noyau fixe 10. Le noyau plongeur 40 est intérieur au noyau fixe, dans l'exemple considéré, et l'écoulement contrôlé par l'électrovanne, qui est de préférence gazeux, comme par exemple les vapeurs de carburant a lieu à son contact quand l'électrovanne est ouverte. 5 Selon un mode de réalisation de l'invention, le noyau plongeur 40 est en un matériau magnétique doux, qui perd son aimantation lorsque le champ magnétique de la bobine cesse, de même que le noyau fixe 10. Selon un mode de réalisation de l'invention, illustré figure 2, le noyau plongeur 40 5 comporte une partie tubulaire 41 et une tête 42 formée par un retour annulaire vers l'intérieur. La tête 42 est traversée en son centre par un orifice pour le montage d'un joint de clapet 50. Ce dernier comporte une gorge annulaire dans laquelle s'engage le retour 42 et vient en appui contre un siège 80 du conduit 81, qui est fixe, visible sur la figure 2, lorsque l'électrovanne est au repos, pour fermer le conduit associé 81. Dans la 10 configuration ouverte, le joint 50 est décollé de son siège 80. Selon un mode de réalisation de l'invention, un ressort de rappel non visible assure le retour du noyau plongeur 40 dans sa position de repos, de fermeture du conduit 81 d'évacuation précité, en l'absence d'alimentation électrique de l'électrovanne. Selon un mode de réalisation de l'invention, le noyau fixe 10 présente une zone 15 amincie 70 qui permet de concentrer l'induction magnétique dans celui-ci au point de saturer ou presque le matériau magnétique qui constitue ce noyau fixe. Dans le cadre de l'invention, le dispositif électromécanique comporte un système 90 d'atténuation du bruit. Ce système 90 d'atténuation du bruit, illustré figures 1 et 2, est formé d'aimant 91, 20 92, plus précisément d'aimant permanent disposé au niveau de la jonction entre la partie fixe formant le conduit 81 et l'élément 40 déplaçable de façon à amortir les chocs vibratoires lors de la fermeture du conduit 81. Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif comporte au moins deux aimants 91, 92 permanents disposés d'une part, pour le premier aimant 91, à l'extrémité 25 de l'élément 40 déplaçable et d'autre part, pour le deuxième aimant 92, à l'extrémité du conduit 81, en vis-à vis l'un de l'autre afin d'assurer une force magnétique de freinage sans contact. En effet, les deux aimants vont se repousser l'un par rapport à l'autre et vont ainsi créer une force magnétique de freinage qui permet de gérer l'accostage, c'est-à-dire le 30 rapprochement des deux parties, mobile et fixe, sans choc. 6 Cet effet de freinage permet de limiter le choc lors du contact de la partie fixe et de la partie mobile au moment de la fermeture du dispositif, et ainsi supprimer les ondes acoustiques parasites. Selon un mode de réalisation de l'invention, les aimants ont une dimension 5 adaptée pour contrer la force de rappel du ressort, du dispositif, tout en permettant la fermeture du dispositif. Selon un mode de réalisation de l'invention, les aimants sont circulaires. Selon un mode de réalisation de l'invention, le premier aimant 91 comporte une ouverture centrale adaptée pour le passage du conduit 81. 10 Selon un mode de réalisation de l'invention, le deuxième aimant 92, comporte une ouverture centrale adaptée pour le passage du joint de clapet 50. Selon un mode de réalisation de l'invention, les aimants sont rectangulaires ou carrés. Selon un mode de réalisation de l'invention, les aimants sont fixés par tous 15 moyens compatibles avec le fonctionnement du dispositif. La figure 3 illustre les résultats obtenu avec, courbe b et sans, courbe a, système 90 d'atténuation du bruit. La courbe permet d'observer un meilleur amorti avec le système 90 d'atténuation du bruit, ce qui indique un choc plus faible entre la partie fixe 81 et la partie mobile 40, et donc moins de bruit. 20 La portée de la présente invention ne se limite pas aux détails donnés ci-dessus et permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans s'éloigner du domaine d'application de l'invention. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, REVENDICATIONS1. Dispositif électromécanique (1) comportant : - une bobine (20), - une partie fixe formée par un conduit (81) d'évacuation - un élément (40) déplaçable en direction de la partie fixe (81) pour obturer le conduit (81) d'évacuation sous l'effet d'une force de rappel d'un ressort, caractérisé en ce qu'il comporte un système (90) d'atténuation du bruit. 2. Dispositif électromécanique selon la revendication 1, dans lequel le système (90) d'atténuation du bruit est formé d'au moins un aimant (91, 92) permanent disposé au niveau de la jonction entre la partie fixe formant le conduit (81) et l'élément (40) déplaçable, de façon à amortir les chocs vibratoires lors de la fermeture du conduit (81). 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, dans lequel système (90) d'atténuation du bruit comporte au moins deux aimants (91, 92) permanents disposés d'une part, pour le premier aimant (91), à l'extrémité de l'élément (40) déplaçable et d'autre part, pour le deuxième aimant (92), à l'extrémité du conduit (81), en vis-à vis l'un de l'autre afin d'assurer une force magnétique de freinage sans contact. 4. Dispositif selon une des revendications 2 ou 3, les aimants (91, 92) ont une dimension adaptée pour contrer la force de rappel du ressort, du dispositif, tout en permettant la fermeture du dispositif. 5. Dispositif selon une des revendications 2 à 4, dans lequel les aimants (91, 92) sont circulaires. 6. Dispositif selon la revendication 5 lorsqu'elle dépend de la revendication 3, dans lequel le premier aimant (91) comporte une ouverture centrale adaptée pour le passage du conduit (81) et le deuxième aimant (92), comporte une ouverture centrale adaptée pour le passage d'un joint de clapet (50). 7. Dispositif selon une des revendications 2 à 4, dans lequel les aimants (91, 92) sont rectangulaires ou carrés. 8. Dispositif selon une des revendications là 7, le dispositif étant une électrovanne de purge canister. 8 9. Utilisation du dispositif selon une des revendications 1 à 7, dans un véhicule automobile.