FR2834119A1 - ELECTROMAGNETIC ACTUATOR WITH TWO STABLE LIMIT POSITIONS, IN PARTICULAR FOR CONTROLLING AIR INLET DUCT VALVES FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES - Google Patents
ELECTROMAGNETIC ACTUATOR WITH TWO STABLE LIMIT POSITIONS, IN PARTICULAR FOR CONTROLLING AIR INLET DUCT VALVES FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES Download PDFInfo
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Abstract
L'invention concerne un actionneur électromagnétique comportant une structure statorique (2) constituée de deux circuits ferromagnétiques (3, 4) pourvue d'au moins une bobine d'excitation électrique (5, 5A; 6, 6A) et entre lesquels est montée mobile, entre deux positions stables de fin de course (8, 9) et contre l'action de moyens de rappel élastiques (10), une armature (7) en matériau ferromagnétique doux reliée à une charge à commander.Cet actionneur est caractérisé par le fait que l'armature (7) et la structure statorique (2) sont symétriques par rapport à un axe (12) correspondant, par ailleurs, à l'axe de rotation de l'armature (7).La présente invention trouvera une application tout particulièrement dans le cadre de la commande de vanne de conduit d'admission d'air comburant de moteur à combustion interne.The invention relates to an electromagnetic actuator comprising a stator structure (2) consisting of two ferromagnetic circuits (3, 4) provided with at least one electrical excitation coil (5, 5A; 6, 6A) and between which is mounted movably , between two stable end-of-travel positions (8, 9) and against the action of elastic return means (10), an armature (7) in soft ferromagnetic material connected to a load to be controlled. This actuator is characterized by the fact that the armature (7) and the stator structure (2) are symmetrical with respect to an axis (12) corresponding, moreover, to the axis of rotation of the armature (7). The present invention will find an application more particularly in the context of the control of the combustion air intake duct valve of an internal combustion engine.
Description
combustion interne.internal combustion.
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L' invention concerne un actionneur électromagnétique comportant une structure statorique constituée de deux circuits ferromagnétiques pour w s d' au moins une bobine d' excitation électrique et entre lesquelles est montée mobile, entre deux positions stables de fin de course et contre l' action de moyens de rappel élastiques une armature en matériau ferromagnétique doux The invention relates to an electromagnetic actuator comprising a stator structure consisting of two ferromagnetic circuits for wsd 'at least one electric excitation coil and between which is mounted movable, between two stable end positions and against the action of means of resilient return a frame made of soft ferromagnetic material
reliée à une charge à commander.connected to a load to be controlled.
La présente invention trouvera son application dans le domaine des actionneurs électromagnétiques plus particulièrement destinés à amener une charge, simplement, depuis une première dans une seconde The present invention will find its application in the field of electromagnetic actuators more particularly intended to bring a load, simply, from a first in a second
position et inversement.position and vice versa.
Dans de nombreux domaines d' application se pose le problème d'amener une charge, très souvent sous forme d'un volet ou clapet, dans deux positions stables de fin de course, l'une d'ouverture et l'autre de fermeture. Il en est. notamment, ainsi dans le cas d'un moteur à combustion interne comportant une conduite d' admission d' air comburant qui, dans certaines conditions, doit être obturée pour empêcher l'arrivée d' air au niveau du moteur ou, au contraire, In many fields of application there is the problem of bringing a load, very often in the form of a flap or valve, into two stable end positions, one opening and one closing. It is. in particular, in the case of an internal combustion engine comprising a combustion air intake pipe which, under certain conditions, must be closed to prevent the entry of air into the engine or, conversely,
totalement ouverte pour permettre le libre passage du flux d' air. completely open to allow free passage of airflow.
En fait, cette gestion de l'arrivée d' air comburant s'effectue, généralement, au travers de la commande des soupapes d' admission que comporte un tel moteur et il est connu, pour ces applications particulières, des actionneurs électromagnétiques à solénoïde ou à palette. Ces solutions restent toutefois très complexes et ont una implication directe sur les éléments constitutifs d'un tel moteur à In fact, this management of the combustion air inlet is generally effected by means of the control of the intake valves which comprises such an engine and it is known for these particular applications solenoid electromagnetic actuators or pallet. These solutions, however, remain very complex and have a direct implication on the constituent elements of such a motor.
combustion interne.internal combustion.
S'il existe, par ailleurs, des actionneurs électromagnétiques de type rotatif pour ces mêmes applications, ceux-ci sont considérés, le plus souvent, comme particulièrement encombrants et/ou s'avèrent complexes par rapport à la fonction qu'il leur est demandé d' assurer. De plus, ils sont à l'origine d' efforts parasites If there are, moreover, electromagnetic actuators of rotary type for these same applications, they are considered, in most cases, as particularly bulky and / or complex with respect to the function they are asked to insure. In addition, they cause parasitic forces
au niveau de la charge commandée.at the level of the load commanded.
Il est encore connu, par le document US-A.6.262.498, un actionneur électromagnétique comportant deux électroaimants disposés en opposition l'un par rapport à l'autre et entre lesquels est à même de se déplacer une armature en matériau ferromagnétique It is still known from US-A.6.262.498, an electromagnetic actuator comprising two electromagnets arranged in opposition relative to each other and between which is able to move a frame of ferromagnetic material
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maintenue dans une position intermédiaire à l' aide de moyens de rappels élastiques, plus particulièrement sous forme d'un ressort de torsion. Ainsi, selon l'électroaimant qui est alimenté, l' armature est tirée dans l'une ou l'autre de ses positions stables de fin de course contre l' action de ces moyens de rappel élastiques. A cette armature est reliée une tige de transmission se situant dans le prolongement axial d'une soupape d'un moteur à combustion interne, maintained in an intermediate position by means of resilient return means, more particularly in the form of a torsion spring. Thus, depending on the electromagnet that is energized, the armature is pulled in one or other of its stable end positions against the action of these elastic return means. To this frame is connected a transmission rod located in the axial extension of a valve of an internal combustion engine,
soupape dont elle est rendue solidaire. valve which it is secured.
Pour en revenir aux électroaimants, ceux-ci comportent un circuit ferromagnétique sensiblement en forme de " U " sur lequel est montée une bobine d' excitation électrique, ce circuit définissant deux pôles statoriques contre lesquels est à méme d'être To return to the electromagnets, these comprise a substantially "U" shaped ferromagnetic circuit on which is mounted an electric excitation coil, this circuit defining two stator poles against which it is possible to be
appliquée par collage électromagnétique ladite armature. electromagnetically bonded said armature.
Dans le cadre d'une première démarche inventive, l'on a pu constater que la commande en déplacement de l' armature sous l'impulsion de l'un ou l'autre électroaimant, génère des efforts parasites sur cette armature et en particulier des efforts radiaux qui détériorent le rendement de cet actionneur, en ce sens qu'ils ne In the context of a first inventive step, it has been found that the control in displacement of the armature under the impulse of one or the other electromagnet, generates parasitic forces on this frame and in particular of radial forces which deteriorate the efficiency of this actuator, in that they do not
permettent pas d'optimiser le rapport couple/inertie motrice. not allow to optimize the ratio torque / driving inertia.
De plus, de tels efforts parasites rendent quelque peu plus complexe la gestion du fonctionnement de l'actionneur, tenant compte que selon les applications visées, telles que la commande d'une vanne d' admission d' air pour moteur à combustion interne, l'on cherche souvent à obtenir un déplacement très rapide de la charge commandée et il est donc nécessaire de gérer l'inertie de cette charge, que ce soit en début de commande ou en fin de course o il y a lieu, tout particulièrement, de contrôler la vitesse d' impact de In addition, such parasitic forces make the management of the operation of the actuator somewhat more complex, taking into account that according to the intended applications, such as the control of an air intake valve for an internal combustion engine, the we often try to obtain a very fast displacement of the commanded load and it is therefore necessary to manage the inertia of this load, whether at the beginning of the order or at the end of the race where it is necessary, in particular, to control the impact speed of
l' armature au collage.the frame to the collage.
En fin de compte et dans une seconde démarche inventive, l'on a pensé remédier à ce problème des efforts parasites au niveau d'un tel actionneur en le rendant symétrique par rapport à l'axe de pivotement de l' armature laquelle est elle-même symétrique par In the end and in a second inventive step, it has been thought that the problem of parasitic forces at the level of such an actuator can be remedied by making it symmetrical with respect to the axis of pivoting of the armature, which is itself even symmetrical by
rapport à cet axe.report to this axis.
A cet effet, l'invention concerne un actionneur électromagnétique comportant une structure statorique constituée de deux circuits ferromagnétiques pourvus d'au moins une bobine For this purpose, the invention relates to an electromagnetic actuator comprising a stator structure consisting of two ferromagnetic circuits provided with at least one coil
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d' excitation électrique et entre lesquelles est montée mobile, entre deux positions stables de fin de course et contre l' action de moyens de rappel élastiques, une armature en matériau ferromagnétique doux reliée à une charge à commander, caractérisé par le fait que l'armature et la structure statorique sont symétriques par rapport à un axe correspondant, par ailleurs, à l'axe de rotation de IEC 60050 - International Electrotechnical Vocabulary - Details for IEV number 841-21-21 Electromagnetic excitation and between which is mounted movable, between two stable end - of - stroke positions and against the action of resilient return means, an armature of soft ferromagnetic material connected to a load to be controlled, characterized in that the reinforcement and the stator structure are symmetrical with respect to an axis corresponding, moreover, to the axis of rotation of
l' armature.the frame.
Selon un mode de réalisation avantageux, les moyens de rappel élastiques sont conçus aptes à agir sur l'axe de rotation de According to an advantageous embodiment, the elastic return means are designed capable of acting on the axis of rotation of
l' armature.the frame.
Tout particulièrement, les moyens de rappel élastiques sont définis par un ressort spiral agissant sur l'axe de rotation de l' armature et monté dans un plan parallèle à la structure statorique. Les avantages qui découlent de la présente invention consistent en ce qu'au travers de la symétrie de la structure statorique il en résulte un équilibre des efforts parasites lors de la commande de l'actionneur, sans compter qu'une telle configuration permet d'optimiser le rapport couple/inertie motrice. Par ailleurs, cette conception, en association avec des moyens de rappel élastiques adaptés, permet d'aboutir à un actionneur compact, donc d'encombrement réduit pour une meilleure intégration dans le milieu o se situe la charge à commander. Un autre avantage résultant de la suppression des efforts radiaux consiste en une longévité accrue des In particular, the elastic return means are defined by a spiral spring acting on the axis of rotation of the armature and mounted in a plane parallel to the stator structure. The advantages that flow from the present invention consist in that, through the symmetry of the stator structure, an equilibrium of parasitic forces results in the control of the actuator, besides the fact that such a configuration makes it possible to optimize the ratio torque / driving inertia. Furthermore, this design, in combination with suitable resilient return means, leads to a compact actuator, thus reduced size for better integration in the environment where the load to be controlled. Another advantage resulting from the suppression of the radial forces consists in an increased longevity of the
différentes pièces composant cet actionneur. different parts making up this actuator.
D'autres buts et avantages de la présente invention Other objects and advantages of the present invention
apparaîtront au cours de la description qui va suivre se rapportant will appear in the following description relating to
à des modes de réalisation donnés à titre d'exemples indicatifs et to embodiments given as indicative examples and
non limitatifs.non-limiting.
La compréhension de cette description sera facilitée en se The understanding of this description will be facilitated by
référant aux dessins ci-joints dans lesquels: - la figure 1 est une représentation schématisée et vue en plan d'un actionneur électromagnétique conforme à l' invention; - la figure 2 est une représentation similaire à la figure 1 illustrant ce même actionneur équipé de moyens de rappel élastiques sous forme d'un ressort spirale;: with reference to the accompanying drawings in which: - Figure 1 is a schematic representation and a plan view of an electromagnetic actuator according to the invention; FIG. 2 is a representation similar to FIG. 1 illustrating this same actuator equipped with resilient return means in the form of a spiral spring;
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- la figure 3 est une représentation schématisée et en perspective de ce ressort en spiral; - la figure 4 est une représentation schématisée et en plan de l'actionneur dépour w de sa structure support; - la figure 5 est une représentation schématisée et en plan d'un actionneur conforme à un second mode de réalisation; - la figure 6 est une représentation schématisée et en élévation d'un actionneur électromagnétique conforme à l' invention auquel est associé un capteur de position de l' armature; les figures 7 et 8 illustrent, de manière schématisée, deux types de clapets de vanne prévus aptes à être commandés au travers d'un actionneur électromagnétique, conforme à FIG. 3 is a schematic and perspective representation of this spiral spring; FIG. 4 is a schematic and plan view of the actuator without its support structure; FIG. 5 is a schematic and plan representation of an actuator according to a second embodiment; - Figure 6 is a schematic and elevational representation of an electromagnetic actuator according to the invention which is associated with a position sensor of the armature; FIGS. 7 and 8 schematically illustrate two types of valve valves provided capable of being controlled through an electromagnetic actuator, in accordance with FIG.
l' invention.the invention.
La présente invention concerne un actionneur électromagnétique 1 dont un premier mode de réalisation est illustré dans les figures The present invention relates to an electromagnetic actuator 1, a first embodiment of which is illustrated in the figures
1 à 4 et un second dans la figure 5. 1 to 4 and a second in Figure 5.
Plus particulièrement, cet actionneur 1 comporte une structure statorique 2 constituée de deux circuits ferromagnétiques 3, 4, comportant, chacun, au moins une bobine d' excitation électrique 5, More particularly, this actuator 1 comprises a stator structure 2 constituted by two ferromagnetic circuits 3, 4, each comprising at least one electrical excitation coil 5,
A; 6, 6A.AT; 6, 6A.
Entre ces deux circuits ferromagnétiques, disposés l'un en face de l'autre, est montée mobile une armature 7 en matériau ferromagnétique doux. Celle-ci est amenée à se déplacer entre deux positions stables de fin de course 8, 9, sous l'impulsion des flux magnétiques générés au travers de l'un et/ou l'autre des circuits Between these two ferromagnetic circuits, arranged opposite one another, is mounted a frame 7 of soft ferromagnetic material. This is caused to move between two stable end positions 8, 9, under the influence of the magnetic flux generated through one and / or the other circuits
ferromagnétiques 3, 4.ferromagnetic 3, 4.
En fin de compte, cette armature 7 se déplace dans cette position 8 ou 9 contre l' action de moyens de rappels élastiques 1O ayant tendance, en l' absence de flux magnétique, à la maintenir dans une position intermédiaire, entre ces positions de fins de course 8, 9. Selon l'invention, ladite armature 7 est montée en rotation autour d'un axe 12 correspondant à son axe de symétrie, sachant, par ailleurs, que la structure statorique 2 et, en particulier, les In the end, this armature 7 moves in this position 8 or 9 against the action of resilient biasing means 10 tending, in the absence of magnetic flux, to maintain it in an intermediate position, between these positions of ends. 8, 9. According to the invention, said armature 7 is rotatably mounted about an axis 12 corresponding to its axis of symmetry, knowing, moreover, that the stator structure 2 and, in particular, the
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circuits ferromagnétiques 3, 4 adoptent, eux-mémes, une disposition ferromagnetic circuits 3, 4 adopt, themselves, a provision
symétrique par rapport à cet axe 12. symmetrical with respect to this axis 12.
Ainsi, chacun de ces circuits ferromagnétiques 3; 4 comportent quatre pôles statoriques P1, P2, P3, P4; P'1, P'2, P'3, P'4 avec lesquels vient coopérer deux à deux (P1, P2, P'3, P'4; P'1, P'2, P3, P4) l' armature 7 dans l'une ou l'autre de ses positions stables Thus, each of these ferromagnetic circuits 3; 4 have four stator poles P1, P2, P3, P4; P'1, P'2, P'3, P'4 with which is cooperated two by two (P1, P2, P'3, P'4, P'1, P'2, P3, P4) the frame 7 in one of its stable positions
de fin de course 8, 9.end of stroke 8, 9.
En somme, chaque circuit ferromagnétique 3, 4 est par ailleurs In sum, each ferromagnetic circuit 3, 4 is moreover
symétrique par rapport à un plan médian 13 passant par l'axe 12. symmetrical with respect to a median plane 13 passing through the axis 12.
Plus particulièrement, un circuit ferromagnétique 3, 4 emprunte une configuration en forme de W dont, selon le mode de réalisation correspondant aux figures 1 à 4, les deux branches latérales 14, 15, définissant les pôles statoriques d'extrémités P1, P4; P'1, P'4 More particularly, a ferromagnetic circuit 3, 4 has a W-shaped configuration whose, according to the embodiment corresponding to FIGS. 1 to 4, the two lateral branches 14, 15, defining the stator poles of ends P1, P4; P'1, P'4
portent, chacune, une bobine d' excitation électrique 5, 5A; 6, 6A. each carrying an electric excitation coil 5, 5A; 6, 6A.
Tandis que la branche médiane 16 de cette structure en W. elle détinit les deux pôles statoriques centraux P2, P3; P'2, P'3 respectant, entre eux, un angle a au moins égal à l' amplitude de rotation de l' armature 7, plus 180 . Finalement, cet angle a est celui respecté par les deux plans dans lesquels s'inscrivent les pôles statoriques, respectivement, P1, P2; P'1, P'2 et P3, P4; While the median branch 16 of this W structure, it detaches the two central stator poles P2, P3; P'2, P'3 respecting, between them, an angle at least equal to the amplitude of rotation of the frame 7, plus 180. Finally, this angle a is the one respected by the two planes in which are inscribed the stator poles, respectively, P1, P2; P'1, P'2 and P3, P4;
P'3, P'4 de ces circuits ferromagnétiques 3, 4. P'3, P'4 of these ferromagnetic circuits 3, 4.
On remarquera que, pour une meilleure circulation des flux magnétiques, la branche médiane 16 adopte une structure en forme de V et, par conséquent, se subdivise elle-même en deux branches 16', It will be noted that, for better circulation of the magnetic fluxes, the median branch 16 adopts a V-shaped structure and, consequently, subdivides itself into two branches 16 ',
16'' pour la définition des pôles P2, P3; P'2, P'3. 16 '' for the definition of the poles P2, P3; P'2, P'3.
Quant à l' armature 7, sous forme d'une lame, elle comporte, au niveau de son axe de rotation 12, une boursouflure cylindrique 17 à la manière d'une douille pour le passage d'un axe 18, pouvant être ou non en un matériau ferromagnétique, dont les extrémités 19, 20 sont maintenues en rotation au travers d'une structure support 21, avantageusement amagnétique. Ceci est. plus particulièrement, As for the armature 7, in the form of a blade, it comprises, at its axis of rotation 12, a cylindrical blister 17 in the manner of a sleeve for the passage of an axis 18, which may or may not be a ferromagnetic material, the ends 19, 20 are maintained in rotation through a support structure 21, preferably non-magnetic. This is. more particularly,
visible dans la figure 6.visible in Figure 6.
Sur cette structure 21 sont encore fixés les circuits On this structure 21 are still fixed circuits
ferromagnétiques 3, 4 par l'intermédiaire de moyens appropriés. ferromagnetic 3, 4 via appropriate means.
Les moyens de rappel élastiques 10 sont constitués, préférentiellement, par au moins un ressort spiral 22, 22' monté sur The elastic return means 10 are constituted, preferably, by at least one spiral spring 22, 22 'mounted on
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l'une au moins des extrémités 19, 20 de l' axe 18 correspondant à at least one of the ends 19, 20 of the axis 18 corresponding to
l' armature 7.the frame 7.
Ainsi, comme visible dans la figure 3, ce ressort spiral 22, 22' peut être pourvu d'un ou plusieurs bras en forme de spire, ceci S selon la raideur recherchée et/ou la place disponible, donc la Thus, as can be seen in FIG. 3, this spiral spring 22, 22 'may be provided with one or more spiral-shaped arms, this S depending on the desired stiffness and / or the available space, so the
section de ce ressort 22, 22'.section of this spring 22, 22 '.
Si l'on se reporte, à présent, à la figure 5, il y est représenté un second mode de réalisation d'un actionneur électromagnétique 1 conforme à l' invention. En fait, celui-ci se distingue du mode de réalisation décrit précédemment en ce que les circuits ferromagnétiques 3, 4, tout en étant disposés symétriquement autour de l'axe de rotation 12 de l' armature 7 et tout en présentant, par ailleurs, une symétrie par rapport à un plan médian transversal passant par cet axe 12, ne comporte, chacun, qu'une seule bobine d' excitation électrique 5, 6. Celle-ci est montée sur la branche médiane 16 de ces circuits ferromagnétiques 3, 4 en forme de W. Toutefois, on observera que dans ce cas d'espèce cette branche médiane 16 se termine en pointe au travers de deux plans inclinés correspondants aux pôles centraux P2, P3; P'2, P'3 et respectant entre eux un angle a au moins égal à l' amplitude de rotation de l' armature 7, plus 180 . Dans ces conditions et pour garantir une circulation convenable du flux magnétique au travers de l' armature Referring now to FIG. 5, there is shown a second embodiment of an electromagnetic actuator 1 according to the invention. In fact, it differs from the embodiment described above in that the ferromagnetic circuits 3, 4, while being arranged symmetrically about the axis of rotation 12 of the frame 7 and while having, moreover, a symmetry with respect to a transverse median plane passing through this axis 12, each comprises only one electric excitation coil 5, 6. This is mounted on the middle branch 16 of these ferromagnetic circuits 3, 4 in the form of W. However, it will be observed that in this particular case this median branch 16 terminates in a point through two inclined planes corresponding to the central poles P2, P3; P'2, P'3 and respecting an angle at least equal to the amplitude of rotation of the frame 7, plus 180. In these conditions and to ensure proper circulation of the magnetic flux through the frame
7, celle-ci est montée sur un axe 18 en matériau ferromagnétique. 7, it is mounted on an axis 18 of ferromagnetic material.
Par exemple, de part et d'autre de la lame, définissant cette armature 7, peuvent s'étendre des tronçons d'axe maintenus en rotation au travers de la structure support 21 en matériau For example, on either side of the blade, defining this armature 7, can extend axis sections held in rotation through the support structure 21 of material
amagnétique de l'actionneur 1.non-magnetic actuator 1.
La figure 6 a pour but d'illustrer que sur l'une des extrémités 19 de l'axe de rotation 18 correspondant à l' armature 7 peut être monté un capteur de position 23, prétérentiellement un capteur sans contact à effet hall ou encore du type potentiomètre ou autre, permettant de connaître la position de cette armature 7 à tout instant, afin de piloter, via une unité de contrôle de commande électronique 24, l'enclenchement du courant dans les bobines et de FIG. 6 is intended to illustrate that on one of the ends 19 of the axis of rotation 18 corresponding to the frame 7 may be mounted a position sensor 23, preterentially a non-contact sensor with a hall effect, or potentiometer or other type, to know the position of this armature 7 at any time, to control, via an electronic control control unit 24, the switching of the current in the coils and of
minimiser la vitesse d' impact en fin de course de cette armature 7. to minimize the impact speed at the end of the stroke of this armature 7.
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A ce propos, si l' on en revient au mode de réalisation correspondant aux figures 1 à 4, les bobines 5 et 6A, ainsi que 5A et 6, des circuits ferromagnétiques 3 et 4 sont reliées en série ou en parallèle, permettant lorsque le collage de l' armature 7 est effectué, c'est à dire lorsque cette armature 7 est appelée dans l'une ou l'autre de ses positions de fin de course 8, 9, de In this respect, if we come back to the embodiment corresponding to FIGS. 1 to 4, the coils 5 and 6A, as well as 5A and 6, ferromagnetic circuits 3 and 4 are connected in series or in parallel, allowing when the bonding of the armature 7 is performed, that is to say when this armature 7 is called in one or other of its end positions 8, 9, of
symétriser les efforts radiaux appliqués sur l'axe de rotation 18. to balance the radial forces applied on the axis of rotation 18.
Ainsi, le bilan des forces appliquées à cet axe est nul. Thus, the balance of forces applied to this axis is zero.
D'ailleurs, on remarquera que cet axe de rotation 18 correspondant à l' armature 7 est maintenu à ses extrémités 19, 20 par des paliers ou, idéalement, par des roulements à billes ou à aiguilles que comporte la structure support 21 pour limiter les frottements. A ce propos, grâce à la suppression des efforts radiaux sur l'axe de rotation 18, tel que cela a été évoqué ci-dessus, il en Moreover, it will be noted that this axis of rotation 18 corresponding to the armature 7 is held at its ends 19, 20 by bearings or, ideally, by ball or needle bearings which the support structure 21 comprises to limit the friction. In this connection, thanks to the suppression of the radial forces on the axis of rotation 18, as mentioned above, it
résulte une longévité accrue de ces paliers ou roulements. resulting in increased longevity of these bearings or bearings.
Pour en revenir à l'alimentation des bobines d' excitation électriques dans le mode de réalisation correspondant à ces figures 1 à 4 et partant de la position intermédiaire 11 qu'occupe l' armature 7 de l'actionneur 1 au repos, l' activation alternative des deux jeux de bobines respectivement 5, 6A et 5A, 6 permet, dans un premier temps, d'amener l' armature 7 en un matériau ferromagnétique au collage avec les pôles statoriques P1, P2, P'3, P'4; P'1, P'2, P3, P4 dans une position de fin de course 8, 9 prédéterminée par la commande électrique choisie. A noter que l' activation alternative des bobines suivant le mode de résonance du système permet d'effectuer cette opération en un temps dépendant du To return to the power supply of the electric excitation coils in the embodiment corresponding to these figures 1 to 4 and starting from the intermediate position 11 occupied by the armature 7 of the actuator 1 at rest, the activation alternatively of the two sets of coils 5, 6A and 5A respectively, 6 makes it possible, in a first step, to bring the armature 7 into a ferromagnetic material when bonded with the stator poles P1, P2, P'3, P'4; P'1, P'2, P3, P4 in an end position 8, 9 predetermined by the selected electrical control. Note that the alternative activation of the coils according to the resonance mode of the system makes it possible to perform this operation in a time dependent on the
courant utilisé.current used.
Dans un second temps, cette activation alternative des deux jeux de bobines 5, 6A; 5A, 6 permet le passage d'une position de In a second step, this alternative activation of the two sets of coils 5, 6A; 5A, 6 allows the passage of a position of
fin de course à une autre.end of race to another.
Il convient d' observer que dans ces positions de fin de course 8, 9 l' armature 7 ne vient pas nécessairement au collage physique sur les pôles statoriques, selon le cas, P1, P2, P'3, P'4 ou P'1, It should be noted that in these end - of - travel positions 8, 9 the armature 7 does not necessarily come to the physical bonding on the stator poles, as the case may be, P1, P2, P'3, P'4 or P ' 1
P'2, P3, P4, notamment en présence de butées mécaniques externes. P'2, P3, P4, especially in the presence of external mechanical stops.
Ces butées peuvent correspondre, par exemple, à l'arrivée en fin de course mécanique de la charge commandée. En évitant, ainsi, les These stops may correspond, for example, to the arrival at the end of the mechanical stroke of the controlled load. By avoiding, therefore,
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impacts de l' armature 7 sur ces poles statoriques on limite l'usure de l' actionneur électromagnétique 1, sans compter que l' on évite le bruit résultant de tels impacts. De plus des moyens amortisseurs peuvent être associés à la charge elle-méme pour limiter le bruit résultant des butées mécaniques. Dans le cadre du mode de réalisation correspondant à la figure , c'est à dire lorsque l'actionneur électromagnétique ne comporte que deux bobines 5, 6, celles-ci sont reliées en série ou en parallèle et leur activation suivant la position de l' armature 7 permet le passage d'une position stable de fin de course à une autre suivant la commande électrique envisagée. A noter, cependant, que dans une position intermédiaire de l' armature 7 aucun ctrcuit magnétique n'est privilégié de sorte que cette armature 7 ne peut être entraînée. Aussi et selon l' invention, il est introduit une dissymétrie au niveau de l'actionneur résultant, selon un premier exemple de réalisation, d'une forme dissymétrique de l' armature 7 ou bien encore par une précontrainte adaptée du ou des ressorts définissant les moyens de rappel élastiques 10 de sorte que cette armature 7, dans la position de repos de ces moyens de rappel élastiques 10 et en l' absence d' alimentation des bobines 5, 6, occupent une position d'équilibre intermédiaire 11 qui est dissymétrique par rapport au plan médian 25 de la structure impacts of the armature 7 on these stator poles is limited wear of the electromagnetic actuator 1, besides that it avoids the noise resulting from such impacts. In addition damping means may be associated with the load itself to limit the noise resulting from mechanical stops. In the context of the embodiment corresponding to the figure, that is to say when the electromagnetic actuator comprises only two coils 5, 6, they are connected in series or in parallel and their activation according to the position of the armature 7 allows the passage of a stable end-of-travel position to another depending on the electrical control envisaged. Note, however, that in an intermediate position of the frame 7 no magnetic element is preferred so that this frame 7 can not be driven. Also and according to the invention, an asymmetry is introduced at the level of the resulting actuator, according to a first example of embodiment, of an asymmetric shape of the armature 7 or else by an adapted preload of the spring or springs defining the elastic return means 10 so that this armature 7, in the rest position of these elastic return means 10 and in the absence of supply of the coils 5, 6, occupy an intermediate equilibrium position 11 which is asymmetrical by relative to the median plane 25 of the structure
statorique de cet actionneur électromagnétique 1. stator of this electromagnetic actuator 1.
Les figures 7 et 8 illustrent de manière schématisée, deux types de clapets ou volets 26, 26A correspondant à des charges susceptibles d'êtres commandées par l'actionneur électromagnétique 1 conforme à l' invention. En fait, celui-ci trouvera une application toute particulière pour la commande d'ouverture et de fermeture du clapet d'une vanne, telle une vanne pour conduit d' admission d' air comburant dans un moteur à combustion interne. Ainsi, la figure 7 montre une première variante présentant un axe de rotation 27 de ce clapet 26 qui est déporté par rapport à son plan. Ceci a pour conséquence d' augmenter sensiblement l'inertie de la charge à actionner par rapport à toute autre vanne, notamment de type papillon correspondant à la figure 8, dont l'axe de rotation 28 se Figures 7 and 8 schematically illustrate two types of valves or flaps 26, 26A corresponding to charges that can be controlled by the electromagnetic actuator 1 according to the invention. In fact, it will find a particular application for controlling the opening and closing of the valve of a valve, such as a valve for combustion air intake duct in an internal combustion engine. Thus, Figure 7 shows a first variant having an axis of rotation 27 of the valve 26 which is offset from its plane. This has the consequence of substantially increasing the inertia of the load to be actuated with respect to any other valve, in particular of the butterfly type corresponding to FIG. 8, whose axis of rotation 28 is
situe dans le plan du clapet 26A.located in the plane of the valve 26A.
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Bien que l' invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on pent y apporter diverses modifications de formes, de matériaux et de combinaisons de ces divers éléments sans pour cela s'éloigner du cadre et de l' esprit de l' invention. Although the invention has been described with respect to a particular embodiment, it is understood that it is in no way limited and that various modifications of shapes, materials and combinations thereof may be made. various elements without departing from the scope and spirit of the invention.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009050215A3 (en) * | 2007-10-18 | 2009-07-23 | Burckhardt Compression Ag | Actively controlled valve and method for operating an actively controlled valve |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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EP1732088B1 (en) * | 2005-06-08 | 2013-08-14 | Mahle International GmbH | Electromagnetic actuator |
DE102007025176A1 (en) * | 2007-05-29 | 2008-12-04 | Mahle International Gmbh | switching valve |
DE102007025177A1 (en) * | 2007-05-29 | 2008-12-04 | Mahle International Gmbh | switching valve |
DE102009014304B4 (en) | 2009-03-25 | 2011-09-22 | Eto Magnetic Gmbh | actuator |
DE102011052528B3 (en) * | 2011-08-09 | 2013-02-14 | Eto Magnetic Gmbh | Actuator device and method of manufacturing an actuator device |
FR3112437B1 (en) * | 2020-07-07 | 2022-07-29 | Fluid Actuation & Control Toulouse | VARIABLE GAIN TORQUE MOTOR |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4129265A1 (en) * | 1991-08-30 | 1993-03-04 | Mannesmann Ag | ELECTROMAGNETIC SWITCHGEAR |
WO1997015061A1 (en) * | 1995-10-20 | 1997-04-24 | Asea Brown Boveri Ab | Electromagnetic operating device |
US6262498B1 (en) * | 1997-03-24 | 2001-07-17 | Heinz Leiber | Electromagnetic drive mechanism |
DE10002628A1 (en) * | 2000-01-22 | 2001-07-26 | Heinz Leiber | Electromagnetic actuator for operating an internal combustion engine's valves has two electromagnets with two-pole yokes each with a coil causing the electromagnets to work with a lever connected to a rotor tube |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5014344A (en) * | 1990-03-19 | 1991-05-07 | Motorola, Inc. | Method for synchronizing the transmissions in a simulcast transmission system |
-
2001
- 2001-09-27 FR FR0112425A patent/FR2834119B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-08-30 EP EP02796330.5A patent/EP1421590B1/en not_active Revoked
- 2002-08-30 WO PCT/FR2002/002974 patent/WO2003019582A1/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4129265A1 (en) * | 1991-08-30 | 1993-03-04 | Mannesmann Ag | ELECTROMAGNETIC SWITCHGEAR |
WO1997015061A1 (en) * | 1995-10-20 | 1997-04-24 | Asea Brown Boveri Ab | Electromagnetic operating device |
US6262498B1 (en) * | 1997-03-24 | 2001-07-17 | Heinz Leiber | Electromagnetic drive mechanism |
DE10002628A1 (en) * | 2000-01-22 | 2001-07-26 | Heinz Leiber | Electromagnetic actuator for operating an internal combustion engine's valves has two electromagnets with two-pole yokes each with a coil causing the electromagnets to work with a lever connected to a rotor tube |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009050215A3 (en) * | 2007-10-18 | 2009-07-23 | Burckhardt Compression Ag | Actively controlled valve and method for operating an actively controlled valve |
US8740183B2 (en) | 2007-10-18 | 2014-06-03 | Burckhardt Compression Ag | Actively controlled valve and method for operating an actively controlled valve |
Also Published As
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