FR2808116A1 - Dispositif comprenant au moins un electroaimant - Google Patents

Abstract

L'invention part d'un dispositif comprenant au moins un électroaimant (22), qui présente au moins une bobine et au moins un noyau constitué de tôles (10).Il est proposé qu'au moins des tôles (10) individuelles soient reliées et rigidifiées par l'intermédiaire d'au moins un élément profilé (11, 12).

Description

L'invention concerne un dispositif équipé au moins d'un électroaimant,

présentant au moins une bobine et au

moins un noyau, constitué de tôles.

Pour générer des champs magnétique aussi forts que possible, on utilise en règle générale des électroaimants ayant une bobine et un noyau ferromagnétique. Le noyau se trouve dans la bobine et/ou entoure celle-ci. Si un courant est passé par la bobine, il s'établit autour de la bobine un champ magnétique d'une intensité de champ H et, précisément, répondant à la loi des flux. Sous l'effet de force exercé par le champ magnétique, les dipôles magnétiques existant dans le matériau du noyau s'orientent dans la direction du champ, également appelé direction de diffusion, et augmentent la, densité de flux magnétique, respectivement l'induction, par rapport à une bobine sans fer, pour passer de B0 à B. Le champ magnétique résultant dépend ainsi de l'intensité de champ H et de la densité de flux B. Dans la bobine agit une auto-induction, de sorte que le courant et l'intensité de champ H en dépendant augmentent avec retardement. En outre, l'établissement du champ magnétique est retardé par l'apparition, dans le matériau de noyau, de courants de Foucault qui empêchent que le champ magnétique se diffuse dans le noyau et mènent

à des pertes.

Pour obtenir un temps de réaction court pour un électroaimant, le champ électromagnétique devra être établi rapidement et également de nouveau annulé rapidement et, malgré les dimensions de l'électroaimant, devra atteindre une force finale de valeur élevée, en particulier lorsqu'on à affaire à des systèmes très dynamiques, tels que pour des actionneurs devant actionner des soupapes de changement des

gaz sur des moteurs à combustion internes.

Pour éviter les courants de Foucault, il est connu de construire les noyaux en fer à partir de minces tôles, isolées les unes des autres, dont les surfaces de contact sont orientées transversalement par rapport aux lignes de champ électrique se produisant, c'est-à-dire perpendiculairement par rapport. à l'enroulement de la bobine (voir H. Linse, Elektrotechnik fur Maschinenbaueur, 8., ûberarbeitete Auflage, Teubner 1987, pages 66 et suivantes). Il ne se produit dans les tôles, avantageusement, que de petites contraintes et, ainsi, il n'y a aucun courant de Foucault. Les tôles sont soit soudées, soit reliées ensemble, par des montages faisant

appel au comportement élastique en rétrécissement.

L'invention a comme but de perfectionner un dispositif équipé de noyaux en fer réalisé en tôle et, en particulier,

d'améliorer leur rendement.

Le problème selon l'invention est résolu par le fait qu'au moins des tôles individuelles sont reliées et

rigidifiées par au moins un élément profilé.

D'autres modes de réalisation sont caractérisés par le fait que l'élément profilé présente un profil creux, - l'élément profilé délimite au moins partiellement un canal, - un fluide de refroidissement est guidé dans le canal, - le noyau est soutenu, sur au moins une surface de palier, par l'intermédiaire de l'élément profilé, - le noyau est guidé avec mobilité sur une surface de palier, par l'intermédiaire de l'élément profilé, - l'élément profilé présente au moins partiellement un contour extérieur rond, par l'intermédiaire duquel le noyau est monté de façon susceptible de pivoter, - l'élément profilé est relié aux tôles, par une liaison à interaction de forces et/ou à interaction de formes, - l'élément profilé est relié par la matière à au moins

une partie support.

- l'élément profilé et la partie support sont réalisés en chevauchement et sont soudés en un cordon de soudure d'angle, - une soupape de changement de gaz d'un moteur à combustion interne est susceptible d'être actionnée par

l'intermédiaire de l'électroaimant.

L'invention part d'un dispositif équipé d'au moins un électroaimant, qui présente au moins une bobine et au moins

un noyau construit à partir de tôles.

Il est proposé qu'au moins des tôles individuelles soient reliées et rigidifiées par l'intermédiaire d'au moins un élément profilé. Malgré la construction du noyau à partir de tôles individuelles, on peut obtenir une haute rigidité et l'on peut éviter largement l'apparition de déformations indésirables du noyau en tôle et, ainsi, la constitution, liée à cela, d'un entrefer entre un induit et une surface de pôle du noyau, et l'on peut augmenter le rendement. Pour obtenir à dessein une haute rigidité en torsion - et/ou résistance en flexion, l'élément profilé peut présenter différents profils qui apparaissent pertinents à l'homme de l'art, tel que par exemple un profil en T, un profil en U avec des dentelures, des moulures, etc. On peut cependant obtenir une rigidité en torsion particulièrement élevée avec un profilé creux, en particulier avec ce qu'on I appelle un.,profilé en boîte en D ' présentant une surface de section transversale en forme D. Pour obtenir une haute rigidité en flexion, outre une haute rigidité en torsion, le profilé creux peut en outre être combiné à d'autres profilés, par exemple un profilé en U, etc. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, il est proposé que l'élément profilé délimite au moins partiellement un canal et, précisément avantageusement, un canal de refroidissement. Fondamentalement, on peut faire délimiter, par l'élément profilé, cependant également d'autres canaux tels que par exemple des canaux à câble, etc. Les postes de fourniture sur lesquels on peut obtenir des économies sont ceux des composants supplémentaires, de l'espace pour la construction, du poids et du coût du montage. Un fluide de refroidissement peut avantageusement être passé directement sur les tôles du noyau ou sur une bobine, faisant qu'on peut obtenir une évacuation thermique particulièrement bonne. En outre le canal peut être ménagé dans un profilé creux de l'élément profilé, faisant qu'on peut éviter tout contact direct entre le fluide de refroidissement et le noyau. On peut obtenir simplement un système de refroidissement fermé et on peut éviter que le noyau doive être conçu, quant à son matériau, en fonction

du fluide de refroidissement, ou inversement.

Il est en outre proposé que le noyau soit soutenu par l'intermédiaire de l'élément profilé sur au moins une surface de palier. Des efforts de palier ou de tourillonnement peuvent avantageusement être supportés par l'intermédiaire de l'élément profilé et l'on peut faire l'économie de composants supplémentaires. Pour pouvoir compenser le jeu et permettre un appui avantageux d'un - induit sur une surface de pôle du noyau, ce noyau est avantageusement guidé de façon mobile sur une surface de palier, par l'intermédiaire de l'élément profilé et, précisément, l'élément profilé comporte en particulier avantageusement au moins un contour extérieur rond, par l'intermédiaire duquel le noyau est monté de façon à pouvoir pivoter. Par un mouvement de pivotement du noyau, on peut procéder à une compensation de l'entrefer se constituant entre l'induit et la surface de pôle et l'on

peut augmenter le rendement.

L'élément profilé peut être relié aux tôles par l'intermédiaire de différentes liaisons apparaissant comme pertinentes à l'homme de l'art, qu'il s'agisse de liaisons par la matière, de liaisons à ajustement de formes et/ou à interaction de forces, telles que par exemple par l'intermédiaire d'une liaison soudée, par une liaison vissée, par l'intermédiaire d'une liaison à serrage et/ou encliquetage, etc. L'élément profilé est relié àux tôles particulièrement avantageusement, cependant, en faisant appel à une liaison par interaction de forces et/ou par ajustement de formes, faisant que l'on peut éviter largement et simplement la propagation des courants de Foucault par l'élément profilé. L'élément prbfilé peut être formé de différents matériaux, tels que, par exemple, en acier ou bien en un matériau composite contenant des fibres, etc. Il est en outre proposé que l'élément profilé soit relié par la matière à au moins une partie support, faisant que la rigidité du noyau puisse être encore augmentée. La liaison par la matière peut être obtenue par différents procédés, par exemple côté frontal par une liaison collée, brasée et/ou soudée. Cependant, l'élément profilé et l'élément-support peuvent être réalisés avec chevauchement et soudés en un cordon de soudure d'angle. Le cordon de soudure soudure peut être réalisé avec un gros volume de cordon et l'on peut obtenir une faible sollicitation du

matériau et une liaison particulièrement rigide.

La solution selon l'invention peut être appliquée pour différents dispositifs apparaissant comme pertinent à l'homme de l'art, équipés d'élecro-aimant, les dispositifs étant cependant particulièrement avantageux, en cas d'électroaimants exposés à des sollicitations mécaniques élevées et auxquels on impose des exigences élevées en matière de rigidité, tel qu'en particulier pour des actionneurs électromagnétiques, pour assurer l'actionnement de soupapes de changement des gaz dans des moteurs à

combustion internes.

D'autres avantages - résultent de la description

suivante du dessin. Des exemples de réalisation de

l'invention sont représentés dans le dessin. La description

et les revendications contiennent de nombreuses

caractéristiques, en combinaison. L'homme de l'art considèrera les caractéristiques de manière appropriée également individuellement et les groupera pour donner

d'autres combinaisons pertinentes.

Dans le dessin: la figure 1 représente une coupe schématique d'un actionneur, vue de dessus, la figure 2 représente l'actionneur de la figure 1, en vue de côté, et la figure 3 représente est une partie d'une variante de la figure 1, avec des éléments profilés qui

présentent un profil creux.

La figure 1 représente un actionneur électromagnétique muni d'un électroaimant 22 pour l'actionnement d'une soupape de changement dès gaz, non représentée en détail, d'un moteur à combustion interne. Le moteur électrique 22 agit sur induit rotatif 23, monté à pivotement dans un

palier 24.

L'électroaimant 22 comporte une bobine 32 et un noyau 19, constitué à partir de tôles minces 10, isolées les unes des autres, dont les surfaces de contact sont orientées transversalement par rapport aux lignes de champs électriques se produisant (figure 2). Les tôles 10 sont reliées et rigidifiées selon l'invention par deux éléments profilés 11, 12. Les éléments profilés 11, 12, s'engagent, par une liaison à ajustement de formes, dans des évidements 29, 30, 31 des tôles 10 et sont serrés à celles-ci en plus d'une liaison à ajustement de formes, pour donner une liaison par interaction de forces avec les

tôles 10 (figure 1).

Les éléments profilés 11, 12, ont chacun un profil en U avec une partie fond et deux branches. La partie fond est chaque fois réalisée courbée vers l'extérieur et a de ce fait un contour extérieur rond, par l'intermédiaire duquel le noyau 19 est monté pivotant sur des surfaces de palier 20, 21, dans un dispositif-support 27. Un entrefer, entre l'induit tournant 23 et les surfaces de pôle de l'élecro-aimant 22, peut être compensé grâce à un mouvement

de pivotement 25, 26.

Au lieu de réaliser le noyau 119 de façon qu'il puisse pivoter en permanence, celui-ci peut également avant la première mise en service, être réglé sur l'induit rotatif 23 ou bien être pivoté en une position avantageuse et, ensuite, soudé aux plaques-supports 36, 37, tel que ceci est représenté dans la variante de la figure 2. Des composants sensiblement identiques dans les exemples de réalisation représentés ont été désignés fondamentalement par les mêmes caractères de référence. Les plaques supports 36, 37 et l'élément profilé 12 sont réalisés de façon à se chevaucher lorsqu'ils sont à l'état dans lequel le montage est achevé et sont soudés ensemble chaque fois

par un cordon de soudure en angle 38, 39 à forme courbe.

Pour augmenter encore la rigidité, on introduit encore des dentures 28 sur une face opposée au noyau, des éléments

profilés 12.

Les éléments profilés 11, 12 délimitent chacun vers l'extérieur un canal de refroidissement 15, 16, le canal de refroidissement 15 étant délimité vers l'intérieur par les tôles 10 et le canal de refroidissement 16 étant délimité

vers l'intérieur par la bobine 32.

On a représenté sur la figure 3 une variante de l'exemple de réalisation des figures 1 et 2. Concernant les caractéristiques et les fonctions restant identiques, on peut renvoyer à la fonction donnée au sujet des exemples de réalisation des figures 1 et 2.' Les tôles 10 du noyau 19 sont reliées et rigidifiées par l'intermédiaire de deux éléments profilés 13, 14 qui s'engagent, par une liaison à ajustement de formes, dans des évidements 33, 34, 35 des tôles 10 et sont serrées aux tôles 10, par une liaison à interaction de forces, outre une liaison par ajustement de formes. Les deux éléments profilés 13, 14 ont chacun un profil creux avec une surface de section transversale en forme de D, ce qu'on appelle une "D Box", profil dans lesquels des canaux de refroidissement 17, 18 sont passés. En principe, cependant, on peut envisager d'autres formes de profil. Grâce à la surface de section transversale en forme de D, on forme un contour extérieur rond, par l'intermédiaire duquel le noyau 19 peut être monté de façon à pouvoir avantageusement pivoter. En outre, on obtient une haute résistance à la torsion. L'élément profilé 13 fermant la bobine 32 comporte en plus un profil en U par lequel celui-ci s'engage autour de la bobine 32. On peut obtenir au moyen du profil en U, en plus d'une haute résistance en torsion, une haute

résistance en flexion.

Claims (11)

REVENDICATIONS

1. Dispositif, avec au moins un électroaimant, présentant au moins une bobine et au moins un noyau, constitué de tôles, caractérisé en ce qu'au moins des tôles (10) individuelles sont reliées et rigidifiées par au moins un élément profilé (11, 12, 13, 14).

2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément profilé (13, 14) présente un profil creux.

3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément profilé (11, 12, 13, 14)

délimite au moins partiellement un canal (15, 16, 17, 18).

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un fluide de refroidissement est guidé dans le

canal (15, 16, 17, 18).

5. Dispositif selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisé en ce que le

noyau (19) est soutenu, sur au moins une surface de palier (20, 21), par l'intermédiaire de l'élément

profilé (11, 12, 13, 14).

6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le noyau (19) est guidé avec mobilité sur une surface de palier (20, 21), par l'intermédiaire de

l'élément profilé (11, 12, 13, 14).

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'élément profilé (11, 12, 13, 14) présente au moins partiellement un contour extérieur rond, par l'intermédiaire duquel le noyau (19) est monté de façon

susceptible de pivoter.

8. Dispositif selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément

profilé (11, 12, 13, 14) est relié aux tôles (10), par une liaison à interaction de forces et/ou à interaction de formes.

9. Dispositif selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisé en ce l'élément

profilé (11, 12) est relié par la matière à au moins une

partie support (36, 37).

10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'élément profilé (11, 12) et la partie support (36, 37) sont réalisés en chevauchement et sont

soudés en un cordon de soudure d'angle (38, 39).

11. Dispositif selon l'une quelconque des

revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une

soupape de changement de gaz d'un moteur à combustion interne est susceptible d'être actionnée par

l'intermédiaire de l'électroaimant (22).