Brevet FR3145831A1 — publié le 20240816

La présente invention concerne un actionneur électromagnétique linéaire (1) comprenant un boitier (2) cylindrique définissant un espace annulaire d’axe X dans lequel est logé une bobine cylindrique (3), un piston annulaire (4) monté mobile axialement selon un axe X entre une position rétractée (R) et une position déployée (D) et destiné à transmettre un effort d’actionnement, le piston (4) a une portion conique tronqué (11), ladite portion conique tronquée (11) comprend une surface interne (12), une surface externe (14) et une troncature (13). La hauteur (H) de la surface interne (12) et la largeur (L) de la troncature (13) ont un ratio compris entre 3 et 8. Figure pour l’abrégé : Figure 1 Actionneur électromagnétique linéaire L’invention concerne un actionneur électromagnétique linéaire. L’actionneur électromagnétique linéaire selon l’invention trouve un intérêt particulier dans le domaine des actionneurs pour un système de transmission d’un véhicule automobile. L’invention concerne plus précisément un actionneur électromagnétique qui est destiné à être logé à l’intérieur d’un carter de transmission de la chaîne de transmission en étant lié à un dispositif d’accouplement. Un actionneur pour une application similaire est décrit dans le document US 20170159726 A1. Ce document divulgue un actionneur électromagnétique pour actionner un dispositif d’accouplement équipant un système différentiel. Le dispositif d’accouplement présente un état désaccouplé dans lequel le différentiel est libre de distribuer un couple provenant d’un moteur vers deux arbres de roue d’un essieu du véhicule et un état accouplé qui désactive la fonction « différentiel » de sorte que les deux arbres de roue ne peuvent pas tourner à des vitesses différentes. L’actionneur électromagnétique comporte un boîtier qui est destiné à être fixé dans un carter de transmission dans lequel est également logé le système de différentiel. Par ailleurs, l’actionneur électromagnétique comporte un boitier présentant un espace annulaire dans lequel sont logés une bobine et un piston monté mobile entre une position rétractée et une position déployée. Ce type d’actionneur nécessite un temps de réponse très court, c’est-à-dire que le décalage temporel entre la commande d’actionnement et la réalisation de celle-ci doit être la plus réduit possible. Un des buts de l’invention est de proposer un actionneur électromagnétique linéaire optimisé pour améliorer son temps de réponse. L’invention propose ainsi un actionneur électromagnétique linéaire comprenant un boitier cylindrique définissant un espace annulaire d’axe X dans lequel est logé une bobine cylindrique, un piston annulaire monté mobile axialement selon un axe X entre une position rétractée et une position déployée et destiné à transmettre un effort d’actionnement. Le piston a une portion conique tronqué, ladite portion conique tronquée comprend une surface interne, une surface externe et une troncature. Selon l’invention, la hauteur de la surface interne et la largeur de la troncature ont un ratio compris entre 3 et 8. Plus précisément, le ratio peut être compris entre 3 et 6. Il faut comprendre la notion de surface interne comme étant la surface de la portion conique tronquée faisant face à la bobine. La surface externe fait face au boitier. Le ratio est obtenu en divisant la hauteur de la surface interne par la largeur de la troncature. Dans la présente invention, le piston, la bobine et le boiter forment un circuit magnétique constituant un électro-aimant. Selon l’invention, la direction d’extension de la surface interne et la direction d’extension de la surface externe de la portion conique tronquée forment un angle compris entre 2° et 20°. Selon l’invention, la direction d’extension de la surface externe de la portion conique tronquée est parallèle à l’axe X. Selon l’invention, le boitier comporte une jupe radialement interne, une surface de fond et une jupe radialement externe. Selon l’invention, le piston est logé à l’intérieur du boitier et radialement entre la bobine et la jupe radialement externe. Selon une autre caractéristique de l’invention, le piston est logé à l’intérieur du boitier et radialement entre la bobine et la jupe radialement interne. En variante, le piston est logé à l’extérieur du boitier et radialement entre l’axe X et la jupe radialement interne. Selon l’invention, l’espace annulaire du boitier est en partie fermé par un capot magnétique, le capot magnétique définit une butée de fin de course du piston lorsque le piston se trouve en position déployée. Selon l’invention, le piston comporte un épaulement destiné à venir en butée contre un épaulement du capot magnétique lorsque le piston est en position déployée. Selon l’invention, le capot magnétique comprend une portion conique complémentaire de la portion conique tronquée du piston. Cela signifie que, lorsque que le piston est en position déployée, la portion conique du capot magnétique et la portion conique tronquée du piston sont quasiment en contact, seul un faible jeu résiduel persiste. L’invention sera mieux comprise, et d’autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de plusieurs modes de réalisation particuliers de l’invention, donnés uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés : La représente un actionneur électromagnétique linéaire selon l’invention ; La représente une vue agrandie de la portion conique tronquée de l’actionneur de la . Il est à noter que les figures divulguent l’invention d’une manière suffisamment détaillée pour sa mise en œuvre, lesdites figures aidant à mieux définir l’invention au besoin. L’invention ne devrait cependant pas être limitée aux modes de réalisations divulgués dans la description. La représente un actionneur 1 selon l’invention. Cet actionneur 1 est un électroaimant apte à être logé dans un carter de transmission. Le carter de transmission peut être constitué par n’importe quel carter de la chaine de transmission d’un véhicule, notamment un carter de différentiel. L’actionneur 1 est ici un électroaimant apte à être lié à un dispositif d’accouplement (non représenté) d’une transmission de véhicule automobile. Il comporte un boîtier 2 qui est destiné à être fixé à un carter de transmission (non représenté). Dans ce boitier 2 sont disposés une bobine annulaire 3 ainsi qu’un piston annulaire 4. Le piston 4, la bobine 3 et le boiter 2 constituent l'électroaimant. Le boitier 2 sert de circuit magnétique afin de guider le flux magnétique de la bobine 3. L’actionneur 1 peut comporter un connecteur électrique (non représenté) qui est destiné au raccordement de la bobine 3 à un dispositif de commande qui est positionné à l’extérieur du carter. Le connecteur électrique permet d’alimenter électriquement cette bobine 3. Le boitier 2 définit un espace annulaire d’axe X dans lequel sont logés le piston annulaire 4 destiné à transmettre un effort d’actionnement à un dispositif d’accouplement et la bobine annulaire 3. Le piston 4 est disposé de manière coaxiale à l’axe X et est monté mobile axialement selon l’axe X entre une position rétractée R et une position déployée D. Le piston 4 est situé radialement à l’extérieur de la bobine 3. Il est tout à fait possible de situer le piston 4 radialement à l’intérieur de la bobine 3. Vu en coupe, le boitier 2 est en forme de « U ». Il est réalisé de manière monobloc ou bien en au moins deux parties en « L » assemblées. Le boitier 2 est réalisé dans un seul matériau magnétique, par exemple en acier magnétique. Le boitier 2 comporte une jupe radialement externe 23 servant de surface de guidage au piston 4, une surface de fond 22 et une jupe radialement interne 21. La bobine annulaire 3 est constituée d'un enroulement de fil conducteur et peut être encapsulée de manière étanche par un revêtement en matériau polymère par exemple en résine époxy, en polyuréthane ou en polyamide. Le revêtement peut former une extension radiale annulaire (non représentée) définissant une butée de fin de course du piston 4 lorsqu’il se trouve en position rétractée R. Le piston 4 est monté mobile dans un logement défini entre la bobine 3 et la jupe externe 23 du boitier 2. L’espace annulaire du boitier 2 est fermé par un capot magnétique 8, le capot magnétique 8 définit une butée de fin de course du piston 4 lorsque le piston 4 se trouve en position déployée D. Le piston 4 comporte un épaulement destiné à venir en butée contre un épaulement du capot magnétique 8 lorsque le piston 4 est en position déployée D. Le piston 4 est en matériau ferromagnétique, tel que du fer ou de l’acier par exemple. Le piston 4 peut comporter en outre un embout amagnétique (non représenté), également de forme annulaire, qui est fixé au piston 4 et par lequel l’effort d’actionnement est transmis au dispositif d’accouplement. Amagnétique signifie un matériau ayant une absence de propriété magnétique. L’embout amagnétique du piston 4 permet ainsi d’éviter des fuites indésirables de flux magnétiques vers les autres composants du dispositif d’accouplement. L’embout amagnétique est par exemple en bronze ou en aluminium. Un arbre de transmission 10, coaxial à l’axe X, traverse de part et d’autre l’actionneur 1. La portion conique tronquée 11 du piston 4 est mieux visible sur la et comprend une surface interne 12 au regard de la bobine 3, une surface externe 14 au regard du boitier 2 et une troncature 13. La hauteur H de la surface interne 12 et la largeur L de la troncature 13 ont un ratio compris entre 3 et 8. Par exemple, la hauteur H de la surface interne 12 mesure entre 2,85 mm et 4 mm, la largeur L de la troncature 13 mesure entre 0,5 mm et 0,9 mm. Dans le mode de réalisation de la et de la la hauteur H de la surface interne 12 est de 2,85 mm et la largeur L de la troncature 13 est de 0,5 mm. L’angle α est compris entre 2° et 20°. Un tel ratio permet de réduire le temps de réponse de l’actionneur. Le piston 4 comporte un épaulement 15 destiné à venir en butée contre un épaulement 81 du capot magnétique 8 lorsque le piston 4 est en position déployée D. Le capot magnétique 8 comprend une portion conique 82 complémentaire de la portion conique tronquée 11 du piston 4. Cela signifie que, lorsque que le piston 4 est en position déployée, la portion conique 82 du capot magnétique 8 et la portion conique tronquée 11 du piston 4 sont en contact Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec deux modes de réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits. Dans les revendications, les symboles de référence entre parenthèses ne doivent pas être interprétés comme une limitation de la revendication. Actionneur électromagnétique linéaire (1) comprenant un boitier (2) cylindrique définissant un espace annulaire d’axe X dans lequel est logé une bobine cylindrique (3), un piston annulaire (4) monté mobile axialement selon un axe X entre une position rétractée (R) et une position déployée (D) et destiné à transmettre un effort d’actionnement, le piston (4) a une portion conique tronqué (11), ladite portion conique tronquée (11) comprend une surface interne (12), une surface externe (14) et une troncature (13), caractérisé en ce que la hauteur (H) de la surface interne (12) et la largeur (L) de la troncature (13) ont un ratio compris entre 3 et 8. Actionneur (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la direction d’extension de la surface interne (12) et la direction d’extension de la surface externe (14) de la portion conique tronquée (11) forment un angle (α) compris entre 2° et 20°. Actionneur (1) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la direction d’extension de la surface externe (14) de la portion conique tronquée (11) est parallèle à l’axe X. Actionneur (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le boitier (2) comporte une jupe radialement interne (21), une surface de fond (22) et une jupe radialement externe (23). Actionneur (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le piston (3) est logé à l’intérieur du boitier (2) et radialement entre la bobine (3) et la jupe radialement externe (23). Actionneur (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le piston (3) est logé à l’intérieur du boitier (2) et radialement entre la bobine (3) et la jupe radialement interne (21). Actionneur (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le piston (3) est logé à l’extérieur du boitier (2) et radialement entre l’axe X et la jupe radialement interne (21). Actionneur (1) selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l’espace annulaire du boitier (2) est en partie fermé par un capot magnétique (8), le capot magnétique (8) définit une butée de fin de course du piston (4) lorsque le piston (4) se trouve en position déployée (D). Actionneur (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que le piston (4) comporte un épaulement (15) destiné à venir en butée contre un épaulement (81) du capot magnétique (8) lorsque le piston (4) est en position déployée (D). Actionneur (1) selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que le capot magnétique (8) comprend une portion conique (82) complémentaire de la portion conique tronquée (11) du piston (4).