FR2545574A1 - Electro-aimant pour commander une vanne ou un clapet - Google Patents

Abstract

L'ELECTRO-AIMANT COMPORTE UN CIRCUIT MAGNETIQUE FERME, AYANT UNE FORME DE REVOLUTION, CONSTITUE PAR UN STATOR 51 ET PAR UNE ARMATURE MOBILE 54. UN ENROULEMENT 53 SERT AU PASSAGE DU COURANT D'EXCITATION. LA PARTIE DU CIRCUIT MAGNETIQUE ENTOUREE PAR L'ENROULEMENT 53 EST TUBULAIRE ET COMPORTE UNE PAROI MINCE. L'INDUCTION MAXIMUM, OBTENUE LORSQUE L'ELECTRO-AIMANT EST EXCITE, NE DEPASSE QUE LEGEREMENT L'INDUCTION DE SATURATION DU MATERIAU DU CIRCUIT MAGNETIQUE, SUR UNE GRANDE PARTIE DE CELUI-CI. LA PARTIE DU CIRCUIT MAGNETIQUE ENTOUREE PAR L'ENROULEMENT 53 ET LA PARTIE DU CIRCUIT MAGNETIQUE ENTOURANT L'ENROULEMENT SONT INTERROMPUES PAR DEUX ENTREFERS DE TRAVAIL QUI NE SE TROUVENT PAS DANS LE MEME PLAN, ET DONT LES SURFACES ACTIVES SONT SENSIBLEMENT EGALES. UNE PARTIE TUBULAIRE DU CIRCUIT MAGNETIQUE SERT AU GUIDAGE DE L'ARMATURE MOBILE 54, LECHEE EN OUTRE PAR LE FLUIDE DONT L'ELECTRO-AIMANT SERT A CONTROLER LE DEBIT. APPLICATION NOTAMMENT POUR COMMANDER DES INJECTEURS DE CARBURANT OU DES ELECTROVANNES.

Description

La présente invention concerne un électro-aimant pour commander une vanne

ou un clapet, cet électro-aimant étant réalisé de manière à présenter un taux réduit de pertes par

courants de Foucault, afin d'améliorer le comportement dyna-

mique des vannes et clapets ainsi équipés De préférence, l'électro-aimant conforme à l'invention est destiné à des

injecteurs de carburant sous pression pour moteurs à explo-

sion, et trouve application dans les circuits hydrauliques courants. On connaît un grand nombre de réalisations de circuits

d'électro-aimants pour commander des vannes ou des clapets.

En règle générale, ces électro-aimants comportent un circuit magnétique, constitué d'une armature mobile et d'un noyau qui sont des éléments massifs, dans lesquels se produisent des pertes importantes par courants de Foucault, lorsque ces électro-aimants sont actionnés rapidement par reprises

successives, ou qu'ils sont alimentés en courant alternatif.

On conna Xt une autre réalisation d'électro-aimant, ayant un circuit magnétique formé de tôles minces agencées en couches superposées, pour réduire les pertes par courants de Foucault Mais cet électro-aimant est onéreux et d'une

endurance mécanique médiocre.

Pour comprendre l'invention, il convient de considérer

les phases successives de fonctionnement électrique et méca-

nique d'un électro-aimant, comme on le fait ci-après en

considérant un électro-aimant comportant un circuit magnéti-

que d'un genre connu.

On voit sur la Figure 1 un injecteur de carburant pour moteurs à explosion, comportant un électro-aimant dont le circuit magnétique est d'un type usuel Celui-ci comporte une armature mobile massive 5 et un noyau fixe 3, le circuit magnétique entre ces deux éléments étant fermé par le corps 1 de l'injecteur Ce circuit magnétique comporte donc deux entrefers: un entrefer de travail variable entre le noyau

fixe 3 et l'armature mobile 5, et un entrefer fixe, pratique-

emnt invariable entre l'armature mobile 5 et le corps creux 1 de l'injecteur L'armature mobile est rigidement liée à

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l'aiguille d'injection 9, qui est montée à coulisse dans une partie inférieure O du corps, avec un jeu radial très faible. Au moment o s'établit le courant d'excitation, le flux magnétique augmente dans le circuit magnétique, en y

induisant alors des courants de Foucault intenses, princi-

palement dans le noyau fixe et dans l'armature mobile Et des courants induits perturbent le champ magnétique à la surface du circuit magnétique Ainsi, dans l'entrefer de travail, seule une partie de la surface de l'armature mobile se trouve complètement traversée par le champ magnétique,

avec en conséquence une forte réduction de l'effort d'attrac-

tion, et donc de la vitesse d'attraction En outre, l'augmen-

tation du flux provoquée par le courant d'excitation s'accom-

pagne d'un déphasage, aboutissant le plus souvent, d'une manière défavorable, à une augmentation importante de l'effort de l'électroaimant vers la fin de la course utile

de celui-ci Avec un système de commande électronique appro-

prié, il est certes possible d'arriver à obtenir une alimen-

tation magnétique complète de l'armature mobile pendant le

mouvement d'attraction, en ayant recours à des courants d'ex-

citation de très forte intensité Mais cette solution entraîne des pertes énormes, représentant plusieurs fois le gain obtenu sur le travail mécanique de l'électro-aimant Et les pertes considérables, liées au X courants de Foucault qui se produisent alors, provoquent un échauffement inacceptable de l'électro-aimant D'ailleurs, les pertes par courants de Foucault constituent déjà la source de pertes essentielles au cours de la phase d'attraction, avec les dimensions

usuelles des systèmes considérés.

Suivant le cas, on peut encore arriver à obtenir un fonctionnement correct et un processus court en phase d'attraction, mais il n'en va pas de même pour le mouvement de rappel Entre l'instant d'établissement et l'instant de coupure du courant d'excitation, il s'écoule en général un délai important, de sorte que le circuit magnétique se trouve

complètement saturé avant la coupure du courant d'excitation.

Après la coupure du courant, le champ magnétique est encore

entretenu pendant un certain temps par les courants de Fou-

cault, d'o il résulte un retard considérable du mouvement de rappel La saturation complète du circuit magnétique tend à renforcer encore les effets de courants induits On peut réduire le retard du mouvement de rappel en augmentant l'importance de l'entrefer fixe, ou en augmentant l'effort fourni par le ressort de rappel, mais c'est au détriment de la consommation de l'électro-aimant et de la rapidité

du mouvement d'attraction.

Le système d'électro-aimant représenté sur la figure 1 demande un guidage précis pour les mécanismes, car une faible excentricité de l'armature mobile suffit à provoquer des efforts transversaux importants Ces excentricités

entraînent une répartition irrégulière du flux dans l'entre-

fer fixe Or, lerfort fourni par l'électro-a Imant augmente comme la quatrième puissance de la densité du flux, et il se produit donc des efforts transversaux excessifs " dès

qu'l y a de faibles défauts de symétrie dans le système.

On peut réduire les efforts transversaux en augmentant la section de l'entrefer fixe, de manière à réduire l'induction, mais il faut alors augmenter la longueur de l'armature mobile

et donc la masse de celle-ci En portant le circuit magnéti-

que à saturation, on peut faire disparaître les efforts transversaux, mais ceci est impossible pendant le mouvement

d'attraction, à cause des courants de Foucault.

Le système d'électro-aimant de la Figure 1 comporte une armature mobile courte, destinée à maintenir à une faible valeur la masse de l'armature qui doit être entraînée, en vue d'avoir des mouvements de courte durée Mais avec une armature courte, comme dans le cas du circuit magnétique considéré, on obtient une répartition défavorable du champ magnétique, pour laquelle une grande partie des lignes de force ne traverse plus l'armature mobile, même avec des entrefers réduits, et c'est autant de perdu pour l'effort d'attraction Cette perte de champ, ou champ de fuite, augmente inutilement la consommation de l'électro-aimant,

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et l'énergie accumulée dans le champ de fuite demande à l'extinction du courant un regain de puissance dans le circuit

électronique de commande.

On connaît également des électro-aimants, utilisés pour actionner des injecteurs de carburant sous pression dans un moteur à explosion, et comportant en guise d'armature mobile, une bille qui est en même temps l'obturateur du gicleur Cette bille a bien une faible masse, et peut donc permettre d'obtenir des délais d'actionnement également

faibles, mais le circuit magnétique correspondant a une confi-

guration défavorable, et il en résulte des pertes magnétiques énormes, avec des pertes d'énergie très importantes Pour assurer un écoulement hydraulique correct, il faut une section de passage suffisante, et on doit donc donner à la bille une course de levée plus forte que dans le cas d'un obturateur à siège plat En outre, la bille d'obturation a tendance à rebondir d'une manière défavorable, si bien qu'on n'obtient ainsi aucune amélioration sérieuse des mouvements, par rapport

à des clapets d'injection du genre de celui de la figure 1.

On peut améliorer le comportement des électro-aimants en régime transitoire, en prévoyant un entrefer de travail en deux parties, pour réaliser des systèmes connus sous le nom d'électro-aimants à armature mobile plate, celle-ci étant alors constituée par un disque mince Pour une même valeur de l'effort maximum, on peut alors doubler la longueur totale de l'entrefer de travail, tout en divisant par deux les

surfaces des pièces polaires Théoriquement, pour un enroule-

ment ayant les mêmes caractéristiques, et donc pour une même consommation de courant de maintien, on peut alors multiplier par quatre la vitesse d'accroissement du courant d'excitation, et diviser par deux le délai d'établissement complet de l'effort d'attraction Mais le fait d'avoir divisé par deux les surfaces des pièces polaires, tout en doublant la longueur de l'entrefer de travail, entraîne une augmentation de la réluctance du circuit magnétique Or, cette augmentation de réluctance agit au détriment du rendement magnétique, et le coefficient de pertes magnétiques augmente donc Autrement

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dit, avec ces électro-aimants à armature mobile plate, le gain théorique espéré est largement annulé par un énorme coefficient de pertes, même pour des entrefers de très faible longueur. En outre, les électro-aimants à armature mobile plate

ont un comportement tout à fait critique en phase d'attrac-

tion De faibles déplacements latéraux de l'armature suffi-

sent en effet à y introduire des efforts appliqués d'un seul côté, et qui augmentent rapidement, d'une manière excessive, au point d'affecter sérieusement la position de l'armature dont le moment d'inertie est faible, si bien que le mouvement

de l'armature est alors très irrégulier.

Pour commander des injecteurs de carburant montés sur des moteurs à explosion, et fonctionnant sous une très forte

pression du carburant, on connaft des électro-aimants com-

portant des armatures mobiles et desnoyaux constitués par des éléments qui présentent un profil en dents de scie Ces électro-aimants comportent plusieurs enroulements magnétiques excités simultanément Ce genre de réalisation permet d'avoir des circuits magnétiques comportant des armatures mobiles légères, avec peu de courants de Foucault, grâce à quoi on obtient une grande rapidité d'actionnement, avec des efforts d'attraction magnétique élevés Les électro-aimants de ce genre présentent des coefficients de pertes magnétiques importants, à cause de leur surface d'entrefer qui est faible par rapport à la course de l'armature mobile, et qui se répartit en plusieurs circuits magnétiques En fonctionnement statique, la consommation de courant électrique est plus forte que dans le cas des électro-aimants ayant un seul enroulement, car ces électro-aimants ont plusieurs bobines magnétiques Ceci tient au fait que le courant électrique d'excitation nécessaire pour obtenir une induction donnée ne dépend essentiellement que de la longueur d'entrefer, et non de la surface de l'entrefer de travail Le rendement énergétique global de l'électro-aimant est donc médiocre,

et ceci tend à aggraver les sujétions d'alimentation électri-

que déjà très sévères, puisqu'il s'agit d'alimenter directe-

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ment le système à partir du circuit à 12 volts d'un véhicule automobile. Le but de l'invention est de remédier aux inconvénients

que l'on vient d'exposer, pour réaliser un sytème d'électro-

aimant perfectionné, destiné à actionner des injecteurs de carburant pour des moteurs à explosion, ou à actionner des électrovannes de circuits hydrauliques Dans l'électro-aimant conforme à l'invention, on obtient une forte réduction des pertes par courants de Foucault, et des pertes par fuites magnétiques En outre, cet électro-aimant présente un

excellent comportement en fonctionnement en régime transi-

toire, grâce à un montage très simple de son armature mobile, et en mettant à profit les effets d'amortissement hydraulique, il assure des mouvements rapides et sans rebondissement des

pièces mobiles.

L'électro-aimant selon l'invention est prévu pour commander une vanne ou un clapet, et en particulier pour commander un injecteur de carburant sous pression d'un moteur

à explosion; cet électro-aimant comporte un circuit magnéti-

que fermé, constitué par un stator et par une armature mobile qui présentent l'un et l'autre une forme de révolution, et comporte en outre un enroulement en bobine, o peut passer

un courant électrique d'excitation.

Selon l'invention, cet électro-aimant est caractérisé

en ce que la partie du circuit magnétique entourée par l'en-

roulement est de forme tubulaire, avec uie paroi mince;

en ce que l'induction maximale, obtenue lorsque l'àlectro-

aimant est excité, ne dépasse que légèrement l'induction de saturation du matériau du circuit magnétique, sur une grande partie de celui-ci; et en ce que la partie du circuit magnétique entourée par l'enroulement, et la partie du circuit magnétique entourant l'enroulement, sont interrompues par deux entrefers de travail qui ne se trouvent pas dans le même plan, et dont les surfaces magnétiques actives sont sensiblement égales, l'agencement étant tel qu'une partie tubulaire du circuit magnétique, constituant une partie de l'armature mobile, sert directement au guidage de l'armature:

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mobile, celle-ci étant en outre léchée par le fluide dont

l'électro-aimant sert à contrôler le débit.

D'autres particularités et avantages de l'invention

ressortiront encore de la description de quelques modes de

réalisation, présentés ci-après à titre d'exemples non limi- tatifs, en référence aux dessins annexés, dans lesquels la figure 1 représente, à titre de comparaison, un injecteur de carburant sous pression, pour moteur à explosion, d'un type connu, actionné par un électro-aimant classique les figures 2 a à 2 d représentent schématiquement

diverses variantes de l'électro-aimant conforme à l'inven-

tion les figures 3 a et 3 b représentent deux autres modes de réalisation de l'électro-aimant conforme à l'invention, o se trouvent séparées les fonctions de guidage et de production des efforts d'attraction magnétique; les figures 4 a et 4 b représentent encore deux autres variantes de l'électro-aimant conforme à l'invention, à armature mobile plate;

la figure 5 est une vue en coupe axiale d'un injec-

teur de carburant sous pression, pour un moteur à explosion,

comportant une aiguille d'injection actionnée par un électro-

aimant conforme à l'invention; les figures 6 et 7 représentent deux variantes d'injecteurs de carburant sous pression, pour des moteurs

à explosion, à siège d'obturation plat, munis d'un électro-

aimant conforme à l'invention; la figure 8 représente un électro-aimant à courant alternatif conforme à l'invention, pour une vanne hydraulique à tiroir; la figure 9 représente encore une autre variante d'injecteur de carburant à aiguille, pour moteur à explosion,

commandé par un électro-aimant conforme à l'invention.

On a représenté sur la figure 2, quelques modes de réalisation d'électroaimants, pour actionner des clapets d'injection de moteurs à explosion, ou des vannes de circuits hydrauliques Ces électro-aimants présentent de faibles pertes par courants de Foucault, grâce à leurs parois minces dans tous les sens Cette structure à parois minces entraîne, à l'endroit des pièces polaires à arêtes vives, des pointes

d'induction, qui augmentent l'effort d'attraction La dispo-

sition des entrefers permet d'éviter les efforts transversaux, et d'obtenir un faible coefficient de fuite et une réponse rapide On va exposer ci-après les avantages particuliers de ces nouveaux électroaimants conformes à l'invention, en référence à certains modes de réalisation, présentés à titre

d'exemples.

La figure 2 a montre le circuit magnétique d'un électro-

aimant, à utiliser de préférence pour des injecteurs de carbu-

rant de moteurs à explosion Le noyau 21 du stator est de forme tubulaire A l'intérieur du noyauil y a suffisamment de place pour d'autres pièces Le noyau 21 et l'armature mobile 23 sont réalisés avec des parois aussi minces que

possible, pour réduire les pertes par courants de Foucault.

Ces parois minces du circuit magnétique permettent une fabri-

cation par emboutissage, d'une manière presque idéale, avec peu de matière, et donc avec des matériaux magnétiques de

haute qualité.

Le comportement dynamique de l'armature mobile est essentiellement déterminé par le rapport existant entre la surface de l'entrefer de travail et la masse de l'armature mobile en cause La forme géométrique de l'armature, avec

un profil de grande amplitude, semble de prime abord peu favo-

rable à une masse aussi faible que possible pour cette arma-

ture Mais si l'on étudie ce problème de plus près, on cons-

tate qu'il est possible de réduire de moitié la section trans-

versale du circuit magnétique, par rapport au mode de réalisa-

tion habituel de la figure 1, pour urf même effort de l'électro-

aimant, car la surface de l'entrefer se trouve doublée Grâce au faible niveau de pertes par courants de Foucault, l'armature mobile du système d'électro-aimant conforme à l'invention absorbe complètement le flux magnétique pendant son attraction, ce qui permet de réduire encore la section

correspondante On peut également réduire encore les dimen-

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sions de l'enroulement de l'électro-aimant, à cause des pertes

réduites, ce qui permet de diminuer sensiblement l'encombre-

ment de l'électro-aimant conforme à l'invention, par rapport au mode de réalisation habituel Dans l'ensemlble, pour un même effort magnétique, on peut réduire considérablement la

masse de l'armature mobile, par rapport à celle de l'électro-

aimant d'injection de la figure 1.

La forme de l'armature permet un montage simple, avec portage direct sur le corps du clapet constitué d'un matériau non magnétique L'armature peut ainsi servir au montage des

pièces mobiles du clapet d'injection, avec un faible jeu.

De préférence, le corps du clapet est en alliage léger, auquel on peut appliquer localement un traitement superficiel de durcissement, à l'endroit des portages des pièces mobiles, pour augmenter la résistance électrique et améliorer la tenue à l'usure On peut également prévoir sur l'armature, aux endroits des portages et des contacts mobiles, un revêtement amortissant ou résistant à l'usure, qui doit présenter une résistance électrique aussi élevée que possible Mais on pourra souvent se dispenser d'un revêtement supplémentaire, à cause de la pression d'appui, qui est faible à l'endroit des portages, et à cause du nouvement relativement doux des

zones actives de l'armature.

Grâce au moment d'inertie important de l'armature, celle-ci n'a guère tendance à basculer, et son mouvement s'en

trouve stabilisé On peut assurer de manière simple un amor-

tissement du mouvement de l'armature, au moyen de trous d'égalisation de pression La minceur des parois de l'armature et du noyau permet une égalisation rapide de la pression dans l'entrefer de travail, ce qui évite un collage fluide de l'armature En donnant une certaine rugosité aux surfaces

polaires, on peut encore réduire les efforts de collage.

L'entrefer fixe de l'électro-aimant est disposé de

préférence entre les pôles externes On réduit ainsi les irré-

gularités de répartition des efforts, qui peuvent se manifes-

ter avec une légère obliquité éventuelle de l'armature La

répartition irrégulière des efforts est atténuée par l'entre-

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fer, si bien que les efforts perturbateurs les plus importants se produisent alors sous le pôle médian, o ils provoquent un couple perturbateur minimal En outre, il est judicieux de réduire la section transversale des pièces polaires, à l'endroit des entrefers, pour augmenter la densité du flux, et augmenter ainsi l'effort en jeu D'autre part, en réduisant

la section transversale des pièces polaires, on amène à satu-

ration le matériau magnétique dans la zone des entrefers,

ce qui permet d'éviter une autre cause de répartition irrégu-

lière des efforts, même si l'armature est en position oblique.

Les dimensions du circuit magnétique sont choisies pour avoir une réduction suffisante des courants de Foucault, avec un guidage convenable de l'armature mobile On détermine ces dimensions comme suit: on fixe d'abord la valeur de la section de l'entrefer de travail qui permet d'obtenir l'effort maximum voulu, juste en-dessous de l'induction de saturation dans l'entrefer La section de l'entrefer de travail ainsi déterminée est répartie par moitiés entre le pôle interne et le pâle externe, de manière à obtenir sensiblement la même

induction dans les deux entrefers Quant à la partie non amin-

cie du circuit magnétique, on y pr&iéoit une section transver-

sale assez forte, pour ne pas atteindre l'induction de saturation, compte tenu du champ de fuite, sans augmenter

cependant cette section plus qu'il ne faut Ensuite, on d 4 ter-

mine l'épaisseur de paroi du noyau, d'après le faible niveau de courants de Foucault qui est nécessair-e, pour que le

noyau absorbe aussi complètement que possible le flux magné-

tique pendant la phase d'*attraction On obtient alors la valeur du diamètre du noyau, d'après la valeur de la section

nécessaire pour les pôles.

Compte tenu de l'échauffement acceptable, on choisit pour la section de l'enroulement une valeur aussi faible que possible, pour avoir un électroaimant compact et donc une masse aussi faible que possible pour l'armature mobile Pour une section rectangulaire de l'enroulement, on choisit un rapport hauteur/largeur, permettant d'avoir pour l'armature une hauteur suffisante, pour assurer un bon guidage, avec il 2545574 un rapport déterminé des épaisseurs de paroi du stator et

de l'armature, en vue d'une fabrication commode Les dimen-

sions les plus favorables correspondent le plus souvent au cas o l'épaisseur de paroi du pâle interne ne dépasse pas sensiblement le double de l'épaisseur de paroi du pâle interne Pour une section rectangulaire de l'enroulement, le rapport hauteur/largeur n'est pas critique, dans des limites assez larges, mais les enroulements de très grand alloxgmiient augmentent le coefficient de fuite, et il convient dor(c de les éviter Pour les électro-aimants o l'armature mobile a une course très faible on obtient un accroissement plus rapide de l'effort, et des efforts importants au début du mouvement d'attraction, avec des systèmes de ressorts simples et des circuits d'excitation simples, en adoptant pour l'effort de rappel une valeur d'environ 40 à 50 % de l'effort correspondant à l'induction de saturation de

l'électro-aimant, en début de course d'attraction.

Par rapport aux électro-aimants usuels, dont le noyau et l'armature mobile sont constitués par des éléments massifs, la longueur moyenne des spires de l'enroulement se trouve augmentée, par suite du diamètre important du noyau du circuit magnétique à parois minces Pour un même effet d'excitation, la résistance électrique de l'enroulement est donc plus forte, et il faut davantage de cuivre pour le réaliser Mais c'est négligeable pour le genre d'utilisation en cause, car la part

inductive de la résistance de l'enroulement l'emporte large-

ment sur la part réelle de cette résistance pendant la phase transitoired'attraction, ou si le courant d'excitation est alternatif; et la perte ohmique supplémentaire est largement

compensée par la forte réduction des autres sources de pertes.

La plus grande partie des pertes par courants de Fou-

cault se situe dans le noyau du circuit magnétique, car l'épaisseur de paroi y est plus forte qu'à l'endroit du pâle externe, et le trajet des courants y est plus court, à cause du moindre diamètre Les pertes par courants de Foucault peuvent être réduites au moyen de fentes longitudinales

pratiqués sur le noyau.

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la figure 2 b montre un électro-aimant,dont le stator 24 comporte deux parties concentriques, séparées l'une de l'autre par un isolant électrique Le fond de l'armature mobile 25 comporte une plaque complémentaire séparée En divisant ainsi le circuit magnétique, aux endroits o ses

parois ont la plus forte épaisseur, on réduit encore davan-

tage les pertes par courants de Foucault Les pièces concer-

nées peuvent être pourvues de fentes longitudinales, pour permettre un montage facile, et réduire encore plus les pertes par courants de Foucault Le passage des lignes de force du champ magnétique entre les parties isolées n'est qu'à peine entravé dans le mode de réalisation conforme à

l'invention, car les surfaces de séparation sont très sensi-

blement orientées dans le sens des lignes de force.

On peut également utiliser un mode de réalisation ana-

logue, pour améliorer les électro-aimants connus, alimentés en courant alternatif, et prévus pour actionner des vannes hydrauliques, et comportant une armature mobile massive, de forme cylindrique, autour de laquelle circule le fluide à contr 6 ler Si on réalise ces électroaimants avec une

armature mobile et un noyau constitués chacun par un assem-

blage de pièces tubulaires concentriques, on obtient un circuit magnétique solide et à faible taux de pertes, dans lequel les pertes les plus importantes, qui se produisent

à l'intérieur de l'aimant, sont fortement atténuées L'isola-

tion électrique des diverses pièces du système peut être obtenue au moyen de couches isolantes rapportées ou réalisées par enduction, ou par oxydation du matériau magnétique, par dépouille d'une majeure partie des surfaces adjacentes, ou encore au moyen de saillies profilées en bourrelets En

pratiquant des fentes longitudinales dans les pièces concer-

nées, on réduit encore les pertes par courants de Foucault, et on facilite le montage L'assemblage des pièces peut s'effectuer de préférence par collage, par surmoulage, ou par accrochage, grâce à des saillies profilées en dents de

scie On obtient une configuration stable et facile à réali-

ser au montage, en donnant à la partie externe de l'armature

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mobile la forme d'une cuvette dépourvue de fentes, pour y

enfoncer une partie interne tubulaire qui comporte des fentes.

Les électro-aimants prévus pour actionner des clapets

et des vannes, tels qu'on vient de les décrire, sont mécani-

quement stables, affectés par un faible taux de courants de Foucault, et supérieurs à la plupart des systèmes à circuits

magnétiques connus, en ce qui concerne leur taux de pertes.

On obtient un champ minium de pertes par fuite, en particulier au régime de saturation du matériau magnétique, lorsque les deux entrefers sont disposés de manière à ne pas se trouver dans un même plan, et à recouvrir chacun l'enroulement jusqu'à un quart de la longueur de celui-ci On a représenté sur la figure 2 c un tel système d'électro-aimant à faible taux de pertes L'intensité du champ de pertes dépend notamment de la réluctance des entrefers A cause de sa configuration

compliquée, on emploie ce système d'électro-aimant principale-

ment dans le cas d'entrefers de grande longueur par rapport

à leur section, ou pour obtenir un taux de pertes particu-

lièrement faible, comme l'exigent certaines applications.

Lorsque la course de l'armature mobile est importante, le pôle externe de l'armature 27 du système d'électro-aimant de la figure 2 c sort de la zoned'influence de l'enroulement, tandis que le pâle interne de l'armature vient vers le milieu de l'enroulement En pareil cas, on obtient un compromis favorable quant au faible taux de pertes, car le circuit magnétique est alors réalisé de telle manière que l'un des

pôles de l'armature couvre totalement l'enroulement en posi-

tion d'attraction de l'armature, alors que l'autre pôle ne couvre que partiellement l'enroulement La figure 2 d montre un tel système d'électroaimant, dans leuel les lignes médianes de chacun des entrefers couvrent environ un quart

de la hauteur de la partie active de l'enroulement, en posi-

tion de retrait de l'armature mobile Ce système d'électro-

aimant convient principalement pour actionner des vannes à

tiroir de circuits hydrauliques courants.

Les circuits magnétiques des électro-aimants de la figure 2 conviennent particulièrement pour actionner des

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clapets d'injection de moteurs à explosion, à basse pression et à pression moyenne, et pour des électrovannes hydrauliques alimentées en courant alternatif, dans lesquelles on ne demande que des efforts modérés Mais, pour les clapets d'injection de moteurs à explosion, servant à assurer une injection directe dans la chambre de combustion de ces moteurs, clapets qu'on appelle ci-après injecteurs à haute pression, les configurations que l'on vient de décrire entraînent de s proportions défavorables quant aux dimensions des électron aimants en cause En effet, ces injecteurs à haute pression requièrent des électro-aimants fournissant des efforts élevés, avec une faible course de leur armature mobile, de sorte qu'il faut alors prévoir uniquement des enroulements assez petits, avec des entrefers de grande surface, c'est-à-dire des valeurs

moyennes importantes pour le diamètre de leurs pièces polaires.

Ceci entraîne, soit des circuits magnétiques de très grande longueur, avec des enroulements de grand allongement, un niveau de pertes élevé et pour l'armature une masse importante, ce qui est indésirable, soit une longueur de guidage insuffisante pour l'armature mobile En outre, avec les efforts magnétiques importants qui sont nécessaires en ce cas, on constate des déformations mécaniques, de nature à réduire l'entrefer fixe C'est pourquol,il vaut mieux alors avoir recours à des configurations plus appropriées, du genre de celles de la figure 3, dans lesquelles on a séparé les

fonctions de guidage et de production des efforts magnétiques.

La figure 3 a montre un tel électro-aimant, pour un

injecteur à haute pression, comporta nt un stator 30, un enrou-

lement 31, et une armature mobile 32 Le stator 30 du circuit magnétique porte un filetage, qui sert à le fixer par vissage sur le corps de l'injecteur, de manière à mettre l'épaulement externe du stator en appui sur ce corps, avec un serrage solide Les mouvements propres du pôle externe du stator de l'électro-aimant se trouvent ainsi interdits L'électro-aimant comporte un enroulement compact 31, qui est recouvert par les pâles de l'aimant, jusqu'à environ un quart de la longueur de l'enroulement, pour assurer un taux de pertes minimum,

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en particulier au régime de saturation du matériau magnéti-

que L'armature mobile 32 est reliée à un tube de guidage de grande longueur, par l'intermédiaire d'une pièce rigide et se trouve ainsi guidée d'une manière sûre, avec un faible jeu Le faible taux de pertes par courants de Foucault, qui est requis est obtenu grâce au diamètre interne important

du pâle moyen, et grâce à des faibles épaisseurs de paroi.

D'une manière connue, on peut améliorer la résistance à l'usure de ce système au moyen de matériaux appropriés, rapportés aux endroits intéressés par les portages et les

mouvements des pièces mobiles.

Pour obtenir des forces magnétiques suffisamment élevées, avec une armature mobile de faible poids, il faut pour le circuit magnétique un matériau qui ait à la fois une induction de saturation aussi élevée que possible, une résistivité électrique élevée, et une perméabilité pas trop forte Pour ce faire, on peut utiliser principalement un

alliage fritté fer-silicium, ou fer-cobalt L'alliage fer-

cobalt possède la plus forte induction de saturation, mais c'est un matériau onéreux et difficile à usiner Si l'on utilise l'alliage fercobalt, il faut donc employer dans l'électro-aimant une quantité aussi faible que possible de

ce matériau La figure 3 b montre un tel électro-aimant, réa-

lisé en plusieurs parties, pour réduire autant que possible la quantité de matériau magnétique dans l'électro-aimant

et dans son armature mobile Le stator 35 du circuit magné-

tique est fixé par collage dans le corps 34 de l'injecteur.

L'armature mobile 37 est solidaire du tube de guidage 38, de préférence en alliage léger, et peut porter plusieurs couches de revêtement anti- usure L'aiguille d'obturation (non représentée) de cet injecteur est actionnée par une pièce intermédiaire 39 résistant à l'usure, et solidaire

du tube de guidage 38.

Les modes de réalisation représentés à titre d'exemples sur la figure 3 ont une armature mobile de faible masse, et sont supérieurs aux électroaimants actuellement connus pour actionner des injecteurs à haute pression de moteurs

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à explosion, en ce qui concerne leur rendement électrique, et la simplicité de configuration de leur circuit magnétique Cependant, dans le cas d'utilisation considéré, la disposition des entrefers n'a pas une importance absolument critique, à cause de la surface d'entrefer qui est grande par rapport à la course de l'armature mobile, pourvu que seul le diamètre du pôle interne ait une valeur assez forte, pour assurer le faible taux de pertes par courants de Foucault, qui est nécessaire On peut donc utiliser alors des électro-aimants

à armature plate, pour obtenir des efforts magnétiques trèsim-

portants par rapport à la masse de l'armature Mais le rende-

ment est nettement moins bon, si l'on considère l'énergie

électrique fournie.

La figure 4 a montre un genre approprié d'électro-aimant à armature plate, comportant un circuit magnétique à paroi mince et à fort diamètre interne Dans la zone supérieure du stator 40, la section du circuit magnétique est augmentée, à cause d'un champ de pertes plus fort que dans le cas du mode de réalisation de la figure 3 Pour obtenir cependant un taux de pertes de niveau assez bas, le stator du circuit

magnétique est formé par l'assemblage de deux pièces concen-

triques 40 et 41 Tant pour le rendement magnétique, que pour

assurer une fabrication facile, il est particulièrement inté-

ressant de confectionner la partie externe 40 du stator avec

un matériau magnétique, à la fois facile à usiner et présen-

tant une résistivité électrique aussi forte que possible.

Par contre, pour la partie interne 41 plus facile à réaliser, on emploie un autre matériau de haute qualité magnétique, fixé par exemple par collage et accrochage dans la première partie, avec une isolation électrique intermédiaire Il est

alors particulièrement intéressant d'utiliser un alliage fer-

silicium pour la partie extérieure du stator, et un alliage

fer-cobalt pour la partie interne.

Pour des électro-aimants d'injecteurs à haute pression,

des circuits magnétiques à parois minces, comportant un entre-

* fer de travail à simple effet et un tube de guidage à paroi mince, sont particulièrement indiqués Cependant, à cause

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des inconvénients déjà indiqués des circuits magnétiques ayant un entrefer à simple effet, ce mode de réalisation est moins favorable On a représenté sur la figure 4 b un électro-aimant qui comporte un circuit magnétique de ce genre En tous cas, l'électro-aimant à entrefer à simple effet de la figure 4 b, et l'électro-aimant à armature plate de la figure 4 a, ont

en commun un avantage particulier, car ils permettent d'obtu-

rer de manière étanche le logement de l'enroulement par rapport à la chambre o fonctionne l'armature mobile, au moyen

de joints de forme simple.

Les électro-aimants conformes à l'invention peuvent

servir à actionner divers genres de vannes et de clapets,-

couvrant un domaine d'application très large, comme on l'expose ci-après en considérant quelques cas de montage pris à titre d'exemples:

Sur la figure 5, on a représenté un injecteur de carbu-

rant qui se monte sur le collecteur d'admission d'un moteur à explosion Cet injecteur comporte une aiguille d'injection 57 mobile dans le sens axial, et guidée par l'armature mobile

53, avec un jeu radial réduit L'aiguille d'injection fonc-

tionne par auto-centrage, ce qui évite des organes de guidage

compliqués Grâce à une rondelle de réglage 52, on peut ajus-

ter la course de l'aiguille d'injection L'armature mobile 53 est guidée dans le corps 50 de l'injecteur, confectionné

de préférence en alliage léger, avec éventuellement un traite-

ment superficiel de durcissement, pour améliorer la résistance du corps à l'usure et sa résistance électrique, à l'endroit

des portages des pièces mobiles L'entrefer du circuit magné-

tique fixe est disposé sous le pôle extérieur de l'armature mobile 53, pour les raisons-déjà indiquées Sur l'armature mobile, aux endroits o celle-ci porte sur le corps de l'injecteur, et o elle reçoit la pression d'appui de l'aiguille d'injection, on peut prévoir un revêtement de préférence galvanoplastique, résistant à l'usure L'armature mobile 53 et l'aiguille d'injection 57 constituent un système à deux masses mobiles, dont on peut ajuster les réactions au moyen des ressorts de rappel 54 et 56, pour obtenir des

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mouvements absolument sans aucun rebondissement Cet injecteur peut être également muni de divers autres genres connus d'aiguilles d'injection, et par exemple d'une aiguille d'injection dont l'extrémité inférieure comporte de petits bossages, pour améliorer l'effet de pulvérisation du carburant,

ou comporte un dispositif servant à produire un effet gira-

toire Dans des injecteurs analogues, on peut monter des clapets à siège d'obturation de tous les genres connus, ayant

un obturateur conique, sphérique ou plat.

Un tel clapet à siège d'obturation, associé à un électro-aimant conforme à l'invention, donne par exemple d'excellents résultats pour réaliser un système de commande

hydraulique d'anti-blocage des freins sur des véhicules auto-

mobiles Avec les électro-aimants connus ayant une armature à faible course, que l'on utilise en pareil cas, on constate souvent un grippage de l'armature mobile, coincée par la corrosion, lorsque le système reste longtemps en repos On peut éviter facilement ce défaut avec un électroaimant conforme à l'invention, o n'existe aucun effort latéral, en prévoyant sur l'armature ou à l'endroit des portages de celle-ci dans le corps du clapet, un revêtement de protection anti-corrosion, et en augmentant le jeu de l'armature D'autre part, l'électro-aimant con Eorme à l'invention fonctionne d'une manière supérieure aux électro-aimants comportant des circuits

magnétiques connus.

La figure 6 représente un injecteur de carburant, pour injection centrale, qui se monte sur le collecteur d'admission d'un moteur à explosion, et qui comporte un clapet à siège plat pour commander le débit du carburant Pour ce genre d'utilisation, il faut prévoir des débits importants, qu'on peut obtenir avec des clapets à siège plat en donnant à l'armature mobile une course très faible Le stator 63 de l'électro-aimant est solidaire d'un bouchon vissé 61, qui permet de régler la position axiale du stator, et donc de régler la course de l'armature mobile 64 Celle-ci est associée à une masse complémentaire 66, pour constituer un système à deux masses mobiles, en vue de contrôler les effets

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de rebondissement, grâce à un réglage qu'on effectue en agissant au moyen d'une vis 60, pour ajuster la tension d'un

ressort de rappel 65 Le carburant frais circule en perma-

nence dans le corps 62 de l'injecteur, pour empocher la formation éventuelle de bulles de vaporisation, et assurer un fonctionnement correct, avec une pression aussi faible que possible pour le carburant Celui-ci passe entre la zone de portage supérieure et la zone de portage inférieure de l'armature 64, ce qui permet d'assurer un excellent portage fluide pour l'armature Le carburant passe à travers des trous ménagés dans l'armature, pour arriver à l'orifice de retour percé dans le corps de l'injecteur Ce faisant, le carburant circule en regard du siège du clapet, dans le sens voulu pour le débit de celui-ci, afin de réduire les pertes par turbulence au moment de l'ouverture du clapet L'armature 64 est directement en appui sur le siège d'obturation 67, et présente à l'endroit des portages correspondants, un

revêtement anti-usure.

Pour améliorer l'étanchéité de l'injecteur, on peut également munir l'armature, à l'endroit o elle porte sur son siège d'obturation, d'une pastille de matière plastique ayant de bonnes qualités d'étanchéité Endessous du siège d'obturation 67, se trouve un autre orifice profilé en tuyère 68, qui communique avec l'atmosphère ou avec une source d'air comprimé, à travers un trou du corps de l'injecteur, pour

améliorer la pulvérisation du carburant par injection d'air.

D'une manière connue, on peut améliorer encore la pulvéri-

sation du carburant par effet giratoire, au moyen de déflec-

teurs appropriés, ou d'une injection tangentielle du carbu-

rant.

Dans les injecteurs de carburant à commande électro-

magnétique, fonctionnant sous une faible pression de carbu-

rant, il suffit d'efforts magnétiques très faibles pour vaincre les efforts hydrauliques On peut donc réaliser des efforts magnétiques suffisants avec des entrefers ayant une

section utile très faible, permettant d'augmenter avantageu-

sement la vitesse d'accroissement du courant d'excitation

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à l'établissement de celui-ci Mais les pertes augmentent

également, à cause de l'augmentation de réluctance des entre-

fers En pareil cas, il convient d'utiliser un circuit magné-

tique comportant un champ de pertes aussi faible que possi-

ble, malgré un coût de fabrication plus élevé. On a représenté sur la figure 7 un injecteur du genre en question, à champ de pertes très faible, pour injecter le carburant dans le collecteur d'admission d'un moteur à explosion Comme déjà exposé, on obtient un faible taux de pertes dans le circuit magnétique de cet injecteur, grâce au recouvrement de la partie électriquement active de l'enroulement, des deux côtés de celui-ci, par une partie

assez courte de chacune des deux pièces polaires de l'électro-

aimant, couvrant chacune un quart de la longueur de l'enrou-

lement Dans le mode de réalisation considéré, le pôle médian de l'armature mobile 77 porte sur un bossage de la partie

intérieure 71 du corps de l'injecteur Lessections des entre-

fers de travail nécessaires au fonctionnement, sont extrême-

ment faibles, de sorte que la déformation mécanique ainsi permise détermine la section nécessaire pour le circuit magnétique Ces déformations ont lieu presque uniquement dans la partie supérieure en forme de membrane du stator 73, et dans la partie inférieure constituée par l'armature

77 Mais ces déformations décroissent d'une manière extrê-

mement rapide, suivant le cube de l'épaisseur des tôles con-

sidérées Ainsi, une augmentation d'épaisseur, même très faible, imposée par des conditions liées au flux magnétique,

assure déjà une stabilité suffisante.

Cependant, cette faible augmentation d'épaisseur des pièces en tale n'entraîne aucune augmentation inacceptable des pertes par courants de Foucault avec les épaisseurs en

cause, et permet de réduire la réluctance du circuit magné-

tique Pour augmenter l'induction dans l'entrefer, on réduit

les sections actives de l'entrefer Il suffit d'augmenter-

très légèrementla section de l'armature, dans sa partie infé-

rieure en forme de membrane, si bien que la masse de l'arma-

ture augmente à peine A l'armature, est fixé un organe

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d'obturation 78 de forme plate, qui transmet à l'armature l'effort du ressort de rappel 75 Pour atténuer les effets de rebondissement, et améliorer la précision du dosage de carburant, on a prévu une masse additionnelle 76, disposée entre l'armature et le ressort de rappel Les réactions dyna- miques de l'injecteur peuvent être réglées, en modifiant l'effort du ressort de rappel, au moyen de la vis 70 Pour éviter l'apparition de bulles de vaporisation, un courant de carburant frais circule dans le corps de l'injecteur On peut régler la course de l'armature, en déplaçant dans le sens

axial, le siège de l'obturation 79, profilé en tuyère.

Cet injecteur de carburant peut lui aussi, d'une manière connue, être pourvu d'un dispositif qui communique un effet giratoire au jet de carburant, en y introduisant un courant d'air pour améliorer la pulvérisation On peut améliorer le système, en remplaçant le siège d'obturation

plat 78 par un tube de guidage à paroi mince, aplati latérale-

ment La face latérale aplatie de ce tube de guidage, réalisé de préférence par emboutissage, sert de siège d'obturation pour le clapet d'injection Le tube de guidage sert en m 8 me temps pour fixer l'armature, en étant disposé de manière concentrique par rapport au p 8 le interne de l'armature, et lié rigidement à celle-ci De préférence, le tube de guidage est réalisé en un matériau résistant à l'usure, mais on peut aussi le réaliser en matériau magnétîsable, pour réduire les

pertes par courants de Foucault en divisant le circuit magné-

tique.

On a représenté sur la figure 8 un dispositif d'action-

nement à électro-aimant alimenté en courant alternatif, pour actionner des vannes à tiroir, utilisées couramment sur des circuits hydrauliques Le dispositif d'actionnement est étanche, pour résister à la pression du fluide hydraulique qui circule dans le dispositif Pour obtenir à la fois un effort magnétique important au début du mouvement d'attraction,

et un faible taux de pertes, les entrefers de travail du cir-

cuit magnétique sont disposés de telle manière, que les lignes médianes des entrefers actifs sont éloignées d'environ un

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quart de la longueur active de l'enroulement, du côté de chacune des extrémités de celui-ci, en position de retrait de l'armature mobile 81 Celle-ci et le stator 83 du circuit

magnétique sont formés l'un et l'autre de deux pièces concen-

triques solidaires, pour réduire les pertes par courants de Foucault et augmenter la section Le stator 83 est pourvu de deux anneaux de courtcircuit 85, disposés symétriquement, et embrassant une partie du flux magnétique d'une manière connue, pour assurer l'existence d'une force d'attraction magnétique, même lorsque l'intensité du courant alternatif d'excitation est nulle, grâce à l'effet de déphasage ainsi produit sur la partie embrassée du flux magnétique L'armature

mobile 81 est guidée par un bossage axial de la partie supé-

rieure du corps 80 Le stator 83 de l'électro-aimant comporte

une lèvre de fixation, tenue par serrage entre la partie supé-

rieure et la partie inférieure 82 du corps L'effort moteur produit par l'électro-aimant est transmis par le poussoir 86 au coulisseau (non représenté) de la vanne hydraulique associée. Sur la figure 9, on a représenté un injecteur commandé par un électro-aimant, pour assurer l'injection directe du

carburant dans la chambre de combustion d'un moteur à explo-

sion Le circuit magnétique présente la même configuration que sur la figure 3 a Le stator 93 du circuit magnétique est monté par vissage dans le bouchon fileté 91, et serré en appui sur celui-ci par un épaulement extérieur, pour empêcher tout mouvement axial du pale externe du stator Le bouchon fileté 91 permet le réglage de la course de l'armature mobile, et

donc le réglage de la course de l'aiguille d'injection 910.

Grâce au diamètre interne important de l'armature mobile 95, on dispose d'un volume suffisant pour le montage d'un ressort en membrane 96, qui présente une courbe caractéristique de

déformation élastique &t forte pente Cette courbe caractéris-

tique du ressort en membrane est choisie de manière à assurer

un effet de fonctionnement favorable, avec un effort magnéti-

que largement prépondérant au début du mouvement d'attraction, l'effort de rappel du ressort devenant ensuite presque égal

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à l'effort magnétique à la fin du mouvement d'attraction.

L'aiguille d'injection 910 est reliée par l'intermé-

diaire d'un tube de liaison 99 à une pièce d'appui 98 Celle-

ci repose contre l'armature mobile 95, avec un faible jeu axial La pièce d'appui et les pièces dont elle est solidaire constituent ainsi avec l'armature un système à deux masses mobiles, dont les caractéristiques peuvent être déterminées, par un choix approprié des rapports des masses et des efforts

en cause, pour éliminer le plus possible les effets de rebon-

dissement La part statique de l'effort élastique du ressort

en membrane 96 est réglable, au moyen d'une vis axiale 90.

On choisit le matériau du tube de liaison 99, pour que les effets de dilatation thermique se compensent dans les diverses parties associées, et que la course de l'aiguille d'injection reste aussi constante que possible, dans toute la plage des

températures de fonctionnement.

La partie tubulaire de l'armature mobile 95 est guidée sans jeu dans le corps 92 de l'injecteur, confectionné en un matériau non magnétisable La pression du carburant est

maintenue à une valeur aussi constante que possible; le car-

burant pénètre dans le corps 92 de l'injecteur en passant par un trou, pour traverser ensuite une pièce de guidage 911

et parvenir au siège d'obturation de l'aiguille d'injection.

Un léger débit de fuite du carburant passe dans l'interstice

existant entre l'aiguille d'injection 910 et sa pièce de gui-

dage 911, pour arriver dans le volume interne du corps de l'injecteur, d'o le carburant retourne sous faible pression au réservoir d'alimentation Ce courant de carburant qui retourne au réservoir assure de lubrification des pièces

mobiles de l'injecteur.

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Claims (26)

REVENDICATIONS

1 Electro-aimant pour commander une vanne ou un

clapet, en particulier pour commander un injecteur de carbu-

rant sous pression d'un moteur à explosion; cet électro-

aimant comportant un circuit magnétique fermé, constitué par un stator et par une armature mobile qui présentent l'un et l'autre une forme de révolution, et comportant en outre un

enroulement o peut passer un courant électrique; cet électro-

aimant étant caractérisé en ce que la partie du circuit magnétique entourée par l'enroulement est de forme tubulaire avec une paroi mince; en ce que l'induction maximale obtenue lorsque l'électro-aimant est excité, ne dépasse que légèrement l'induction de saturation du matériau de circuit magnétique, sur une grande partie de celui-ci; et en ce que la partie du circuit magnétique entourée par l'enroulement, et la partie

du circuit magnétique entourant l'enroulement, sont interrom-

pues par deux entrefers de travail qui ne se trouvent pas dans le même plan, et dont les surfaces magnétiques actives sont sensiblement égales; l'agencement étant tel qu'une partie tubulaire du circuit magnétique, constituant une partie

de -l'armature mobile, sert directement au guidage de l'arma-

ture mobile, celle-ci étant en outre léchée par le fluide

dont l'électro-aimant sert à contr 6 ler le débit.

2 Electro-aimant pour commander une vanne ou un clapet, en actionnant un obturateur, en particulier pour commander un injecteur de carburant sous pression monté sur une chambre de combustion d'un moteur à explosion; cet électro-aimant comportant un circuit magnétique fermé,constitué par un stator et par une armature mobile qui présentent l'un et l'autre une forme de révolution, et comportant en outre un enroulement o peut passer un courant électrique'; cet électro-aimant étant caractérisé en ce que la partie du circuit magnétique entourée par l'enroulement est de forme tubulaire, avec une paroi mince; en ce que l'induction maximale obtenue lorsque

l'électro-aimant est excité ne dépasse que légèrement l'induc-

*tion de saturation du matériau du circuit magnétique, sur une grande partie de celui-ci; et en ce que la partie du

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circuit magnétique entourée par l'enroulement, et la partie

du circuit magnétique entourant l'enroulement sont interrom-

pues par deux entrefers de travail, ayant des surfaces magné-

tiques utiles sensiblement égales; l'armature mobile étant rigidement liée à un tube de guidage à paroi mince; l'obtura- teur de la vanne étant relié à l'armature mobile, de manière

à permettre des déplacements relatifs temporaires de l'obtura-

teur par rapport à l'armature; et l'armature étant léchée

par le fluide dont l'électro-aimant sert à contrôler le débit.

3 Electro-aimant pour actionner une vanne ou un clapet,

comportant une armature mobile qui présente une forme de révo-

lution, caractérisé en ce que l'armature mobile et/ou une partie du circuit magnétique sont chacun constitués d'au moins deux parties concentriques à parois minces, solidaires l'une de l'autre, pour réduire les pertes par courants de Foucault l'armature mobile et/ou une partie du circuit magnétique étant léchées par le fluide dont l'électro-aimant sert à contrôler

le débit.

4 Electro-aimant selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'armature mobile comporte une partie externe en forme de cuvette, dans laquelle est disposée au moins une

partie interne tubulaire et concentrique.

Electro-aimant selon l'une des revendications 1

ou 2, caractérisé en ce que l'un des deux entrefers de travail

est situé à environ un quart de la hauteur utile de l'enroule-

ment, l'autre entrefer de travail étant situé à environ trois

quarts de la hauteur utile de l'enroulement.

6 Electro-aimant selon la revendication 2, caractérisé par la modification selon laquelle un seul entrefer de travail

est prévu.

7 Electro-aimant selon les revendications 2 et 6,

caractérisé en ce que l'armature mobile et son tube de guidage sont chacun constitués de deux parties différentes, solidaires

l'une de l'autre.

8 Electro-aimant selon l'une quelconque des revendi-

cations 1 à 7, caractérisé en ce que le circuit magnétique comporte plusieurs parties concentriques solidaires à parois

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minces.

9 Electro-aimant selon l'une quelconque des revendica-

tions 1 à 8, caractérisé en ce que les parties concentriques solidaires l'une de l'autre du circuit magnétique sont isolées électriquement l'une par rapport & l'autre, par divers moyens isolants, tels que des couches intermédiaires des revêtements

ou un traitement d'oxydation superficielle du matériau magné-

tique, ou un profil disponible, ou encore des saillies profi-

lées en bourrelets.

10 Electro-aimant selon l'une quelconque des revendi-

cations 1 à 9, caractérisé en ce qu'au moins l'une des parties

du circuit magnétique comporte au moins une fente longitudi-

nale.

11 Electro-aimant selon l'une quelconque des revendi-

cations 1 à 10, caractérisé en ce que les parties concentri-

ques du circuit magnétique sont solidarisées l'une de l'autre

par collage, par surmoulage, ou par accrochage.

12 Electro-aimant selon l'une quelconque des revendi-

cations 1 à 11, caractérisé en ce que les zones de portage du système, et les zones associées à des parties mobiles,

sont pourvues d'un revêtement résistant à l'usure.

13 Electro-aimant selon l'une quelconque des revendi-

cations 1 à 12, caractérisé en ce que les surfaces des pièces polaires présentent une certaine rugosité, pour réduire les

efforts de collage.

14 Electro-aimant selon l'une quelconque des revendi-

cations 1 à 13, caractérisé en ce que l'armature mobile et/ou

le tube de guidage comportent des trous d'équilibrage de pres-

sion.

15 Electro-aimant selon l'une quelconque des reven-

dications 1 à 14, caractérisé en ce que la section transversa-

le des pièces polaires est réduite pour augmenter l'induction.

16 Electro-aimant selon l'une quelconque des reven-

dications 1 à 15, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens

pour régler le comportement dynamique et hydraulique du sys-

tème en fonctionnement, en faisant varier la tension initiale d'au moins un ressort de rappel, et/ou en faisant varier la

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course de l'armature mobile.

17 Electro-aimant selon l'une quelconque des revendi-

cations 1 à 16, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour assurer une circulation du fluide entre les portages de l'armature mobile ou du tube de guidage de l'armature mobile.

18 Electro-aimant selon l'une quelconque des revendi-

cations 1 à 17, caractérisé en ce que l'armature mobile est agencée en vue d'une disposition unilatérale des organes

d'obturatin.

19 Electro-aimant selon la revendication 18, carac-

térisé en ce que l'organe d'obturation monté sur l'armature

mobile est auto-centrant.

Electro-aimant selon la revendication 1 et l'une

quelconque des revendications 8 à 17, caractérisé en ce que

l'armature mobile sert elle-même d'organe d'obturation.

21 Electro-aimant selon l'une des revendications 1

ou 2, caractérisé en ce que l'autre entrefer du système magné-

tique est disposé sous le pôle extérieur.

22 Electro-aimant selon l'une de revendications 1

ou 2, caractérisé en ce qu'on augmente, selon les besoins,

la section transversale du circuit magnétique, pour en amélio-

rer la solidité mécanique -

23 Electro-aimant selon l'une des revendications 1

ou 2, caractérisé en ce que le stator est maintenu par serrage

pour en empêcher les déplacements.

24 Electro-aimant selon l'une des revendications 1

ou 2, caractérisé en ce que le stator est pourvu de moyens

de fixation, tels qu'un filetage ou une lèvre de liaison.

25 Electro-aimant selon l'une quelconque des revendi-

cations 1 à 24, caractérisé en ce que le circuit magnétique

est monté dans un corps creux, en matériau non magnétisable.

26 Electro-aimant selon la revendication 1, caracté-

risé par la modification selon laquelle l'organe d'obturation est constitué par le tube de guidage lui-même, ou par un

élément solidaire du tube de guidage.