Brevet FR3081604A1 — 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 par des éléments de frottement disposés autour de la partie tubulaire de l'élément déplaçable de façon à augmenter le frottement entre la partie tubulaire et l'intérieur d'un noyau fixe dans lequel est disposé l'élément déplaçable. Ces éléments permettent d'augmenter le coefficient de frottement, et d'atténuer les amplitudes des ondes acoustiques parasites. L'atténuation est couplée à un 10 déphasage des ondes acoustiques, ce qui diminue le bruit du dispositif lors de sa fermeture. Selon un mode de réalisation de l'invention, les éléments de frottement sont situés sur la paroi externe de la partie tubulaire de l'élément déplaçable sur 360 degrés. Selon un mode de réalisation de l'invention, les éléments de frottement sont des 15 languettes ou des ergots. Selon un mode de réalisation de l'invention, les éléments de frottement sont en matériau cristallin avec un coefficient de frottement cinétique au moins 10 fois supérieur à celui du revêtement d'origine de la partie tubulaire. Selon un mode de réalisation de l'invention, les éléments de frottement sont 20 intégrés au revêtement de la partie tubulaire. Selon un mode de réalisation de l'invention, les éléments de frottement sont asymétriques. Selon un mode de réalisation de l'invention, les éléments de frottement sont associés à des renfoncements réalisés dans la paroi interne du noyau fixe. 25 Selon un mode de réalisation de l'invention, le dispositif étant une électrovanne de purge canister. L'invention concerne également l'utilisation du dispositif selon l'invention, dans un véhicule automobile. 3 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 5 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) 10 avec système d'atténuation du bruit selon l'invention, - la figure 4 est une représentation schématique d'une vue en coupe longitudinale d'une partie d'un dispositif électromécanique selon l'invention, 4a) l'élément déplaçable, 4b) le noyau fixe, - la figure 5 est une représentation schématique d'une vue en coupe longitudinale 15 d'un détail d'un dispositif électromécanique 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 20 afin d'assurer en position ouvert le passage d'un fluide et en position fermé le blocage de 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 25 cette application, ni à une électrovanne. 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. 4 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. 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 5 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 10 et 15V. Les matériaux de l'électrovanne sont choisis pour résister aux vapeurs d'hydrocarbures, notamment d'essence. 10 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 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. 15 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 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 20 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 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. 25 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 translation suivant l'axe X à l'intérieur du noyau fixe 10. 5 Le noyau plongeur 40 est intérieur au noyau 10 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. Selon un mode de réalisation de l'invention, le noyau plongeur 40 est en un 5 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 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 10 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 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 15 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 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. 20 Dans le cadre de l'invention, le dispositif électromécanique comporte un système 91 d'atténuation du bruit. Ce système 91 d'atténuation du bruit, illustré figures 1, 2, 4 et 5, est formé par des éléments 91 de frottement disposés autour de la partie tubulaire 41 de l'élément 40 déplaçable de façon à augmenter le frottement entre la partie tubulaire 41 et l'intérieur 25 du noyau 10 fixe dans lequel est disposé l'élément déplaçable, et ainsi amortir les chocs vibratoires lors de la fermeture du conduit 81. On entend par, disposés autour, le fait que les éléments sont situés sur la paroi externe de la partie tubulaire 41 de l'élément 40 déplaçable sur 360 degrés, c'est-à-dire tout autour de la partie tubulaire 41. 6 Selon un mode de réalisation de l'invention, les éléments 91 de frottement sont des languettes ou des ergots. Selon un mode de réalisation de l'invention, les éléments sont en matériau cristallin avec un coefficient de frottement cinétique au moins 10 fois supérieur à celui du 5 revêtement d'origine de la partie tubulaire 41 Selon un mode de réalisation de l'invention, les éléments 91 sont intégrés au revêtement de la partie tubulaire 41. Selon un mode de réalisation de l'invention, les éléments 91 sont asymétriques, c'est-à-dire qu'ils présentent une surface d'échange avec l'intérieur du noyau 10 fixe plus 10 importante à la fermeture qu'à l'ouverture. Pour cela les éléments 91 sont orientés vers le sens de fermeture du dispositif Selon un mode de réalisation de l'invention, la forme des éléments 91 est de différentes géométries. Selon un mode de réalisation de l'invention, la forme, le nombre et la taille des 15 éléments 91 est déterminée en fonction du frottement nécessaire pour amortir le choc entre la partie fixe 81 et la partie mobile 40, et ne plus avoir de bruit lors de la fermeture du dispositif. Selon un mode de réalisation de l'invention, les éléments 91 sont associés à des renfoncements 92, illustrés figures 4b et 5, réalisés dans la paroi interne du noyau 10 fixe. 20 Ces zones de renfoncement 92 permettent par interaction électrostatique avec les éléments 91 de frottement d'augmenter les frottements lors de la fermeture du dispositif. Un exemple de réalisation consiste à réaliser des languettes ou ergots en acier, leur taille étant comprise entre 0,01 et 0,05 min. 25 Ces éléments permettent d'augmenter d'un facteur 10 le coefficient de frottement, et d'atténuer de 10% les amplitudes des ondes acoustiques parasites. L'atténuation est couplée à un déphasage des ondes acoustiques, ce qui diminue le bruit du dispositif lors de sa fermeture. La figure 3 illustre les résultats obtenu avec, courbe b et sans, courbe a, système 91 d'atténuation du bruit selon l'exemple décrit. La courbe permet d'observer un meilleur 7 amorti avec le système 91 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. 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 5 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 (91) d'atténuation du bruit. 2 Dispositif électromécanique selon la revendication 1, dans lequel le système (91) d'atténuation du bruit est formé par des éléments (91) de frottement disposés autour d'une partie tubulaire (41) de l'élément (40) déplaçable de façon à augmenter le frottement entre la partie tubulaire (41) et l'intérieur d'un noyau (10) fixe dans lequel est disposé l'élément (40) déplaçable. 3 Dispositif électromécanique selon la revendication 2, dans lequel les éléments (91) de frottement sont situés sur la paroi externe de la partie tubulaire (41) de l'élément (40) déplaçable sur 360 degrés. 4 Dispositif électromécanique selon une des revendications 2 ou 3, dans lequel les éléments (91) de frottement sont des languettes ou des ergots. 5 Dispositif électromécanique selon une des revendications 2 à 4, dans lequel les éléments (91) de frottement sont en matériau cristallin avec un coefficient de frottement cinétique au moins 10 fois supérieur à celui du revêtement d'origine de la partie tubulaire (41). 6 Dispositif électromécanique selon une des revendications 2 à 5, dans lequel les éléments (91) de frottement sont intégrés au revêtement de la partie tubulaire (41). 7 Dispositif électromécanique selon une des revendications 2 à 6, dans lequel les éléments (91) de frottement sont asymétriques. 8 Dispositif électromécanique selon une des revendications 2 à 7, dans lequel les éléments (91) de frottement sont associés à des renfoncements (92) réalisés dans la paroi interne du noyau (10) fixe. 9 9 Dispositif selon une des revendications là 8, le dispositif étant une électrovanne de purge canister. 10 Utilisation du dispositif selon une des revendications 1 à 8, dans un véhicule automobile. 5