WO1999028626A1 - Pompe actionnee par un transducteur electrodynamique et procede de fabrication d'une telle pompe - Google Patents

Pompe actionnee par un transducteur electrodynamique et procede de fabrication d'une telle pompe Download PDF

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WO1999028626A1
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liquid
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connecting element
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Claude Jacobiac
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Simonin S.A.
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    • F05C—INDEXING SCHEME RELATING TO MATERIALS, MATERIAL PROPERTIES OR MATERIAL CHARACTERISTICS FOR MACHINES, ENGINES OR PUMPS OTHER THAN NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES
    • F05C2225/00—Synthetic polymers, e.g. plastics; Rubber

Definitions

  • the present invention relates to the field of liquid pressure and flow systems and in particular liquid enhancer devices comprising an electromechanical transducer.
  • the invention is intended in particular for pumping and injecting fuel into an internal combustion engine of a motor vehicle.
  • Fuel pumps are known in which an electromagnetic transducer sets in motion
  • the document EP-B-0 605 903 thus describes an electromagnetic automobile injection pump in
  • the pump body comprises a fixed electric coil and an axial bore provided with non-return balls.
  • a magnetic tubular piston freely placed in the bore is set in motion by the alternating magnetic flux of the winding in order to
  • Such a pump has the disadvantage of having limited electromagnetic efficiency (the magnetic field radiates in all directions) and a high inertia.
  • cryogenic pumps are known.
  • electromagnetic transducer in which reciprocating rectilinear motion is provided a tubular piston in a cylinder liner for compressing refrigerating gas in a compression chamber formed by the cylinder head and then for discharging the gas into a reservoir chamber connected to a cryogenic convector.
  • An object of the invention is to design a completion device suitable for pumping liquids without the aforementioned drawbacks.
  • a particular object of the invention is to provide a fuel exhausting device having a small footprint, high power and great flexibility of control.
  • a dewatering device having an electrodynamic transducer, that is to say having a movable electric coil in a static magnetic circuit, the coil being arranged on a light mobile equipment comprising a piston able to put the liquid in circulation.
  • the electrical excitation of the coil reciprocates the moving element and its piston.
  • This mobile assembly is particularly light, which advantageously reduces the pumping inertia.
  • the proposed magnetic circuit structure provides high electromagnetic efficiency.
  • the speed, force and amplitude of movement of the piston can be controlled electrically. In this way, one can advantageously control the flow rate, the pressure, or even the elementary volume of liquid put into circulation.
  • the invention relates to a liquid flow and pressure enhancer device comprising means for forced circulation of the liquid formed by an electrodynamic transducer comprising a movable unit in translation constituted by a piston engaging in an axial bore of a fixed body, the latter comprising a magnetic circuit with reduced air gap and the movable assembly comprising in particular an electric coil subject to at least a second part to be controlled in reciprocating rectilinear movement and engaging in the air gap so as to place the crew in reciprocating translational movement, characterized in that the movable assembly comprises a hydrodynamically-shaped connecting piece securing the second piece and the coil.
  • the movable assembly may include a full column piston or, preferably, a hollow tubular piston.
  • the tubular piston can advantageously include a capillary of constant section.
  • the magnetic circuit extends transversely to the axial bore and that the air gap has an axial height less than the coil.
  • the air gap can have an axial height significantly greater than the coil, as long as the coil and the air gap have a difference in axial heights greater than the axial stroke of the piston, in order to exert a constant electromotive force.
  • the magnetic circuit comprises a central pole piece, a concentric air gap with transverse magnetic field and / or a magnetic core with a magnetization axis parallel to
  • the invention provides that the movable assembly comprises a connecting piece of mechanically functional shape, in particular of hydrodynamic shape, which secures the piston and the coil.
  • the connecting piece is produced by injection, molding and compression of material.
  • the connecting piece constricts the piston.
  • a step consists in controlling the electrical control signals to control the circulation of liquid.
  • the invention also relates more generally to a method for assembling cross-functional combination of at least two elements including an electric coil.
  • an electrodynamic transducer in particular fluidic or acoustic, comprising a movable assembly of low inertia, consisting of at least two functional parts integral with each other and one of which is a first electric coil intended to move under the effect of a magnetic field and to which is subjected at least a second part to be controlled in reciprocating rectilinear movement.
  • this type of mobile assembly is intended to equip fluidic or acoustic electrodynamic transducers, water pumps for hydraulic regulation, fuel oil or petrol pumps for the automobile including injection pumps, but also electrodynamic pumps for household use such as coffee machines or washing machines, or in the manufacture of loudspeakers.
  • the assembly of the various constituent elements between them is obtained at present by gluing the coil to different parts including a membrane, a coil centering element also serving as a return means called "speeder" , and a dust protection dome.
  • the invention applies to all other types of devices than those set out above, from the moment when they comprise an electrodynamic transducer provided with a mobile assembly.
  • the invention therefore also relates to a method of manufacturing the aforementioned movable assembly, characterized in that the assembly of the coil and the second part, for example the piston, is carried out by means of 'A common connecting element made from a synthetic material and constituting a third functional part of assembly for a single operation allowing a cross-functional combinative assembly.
  • the connecting element constituting the third functional part is produced by injecting material into an impression of a mold, by molding or by any means of using synthetic material, element from which comes on the one hand a support of the electric coil constituting the first part, and on the other hand the coaxial element to be controlled constituting the second part.
  • FIG. 1A represents a view in longitudinal section of a liquid enhancer device according to a first embodiment of the invention
  • FIG. 1B represents a cross-sectional view of the device of FIG. 1A along the section line BB
  • - FIG. 2 represents a view in longitudinal section of a closed device pushing according to a second embodiment of the invention
  • FIG. 3 represents a view in longitudinal section of a closed device pulling according to a third embodiment of the invention
  • FIG. 4 represents a view in longitudinal section of a fourth embodiment of device according to the invention, which is a variant of the closed device pulling from FIG. 3, FIG.
  • FIG. 5 represents a view in longitudinal section of a closed pushing device with inlet chamber and discharge chamber with injector according to a fifth embodiment of the invention
  • - Figure 6 shows a longitudinal sectional view of an open pulling device according to a seventh embodiment of the invention
  • Figure 7 shows a longitudinal sectional view e of a device open to two delivery and central intake chambers according to a seventh embodiment of the invention
  • FIGS. 8A, 8B, 8C and 8D illustrate atically the priming and pumping phases of a liquid enhancer device according to the invention
  • FIG. 9 represents views of details of embodiment of a mobile assembly of the device according to the invention, FIG. 9A representing a view in longitudinal section, FIG. 9B representing a view in cross section,
  • FIG. 10 represents a first example of application of a device according to the invention to an automobile fueling circuit
  • FIG. 11 shows a second example of application of a device according to the invention to an automobile fueling circuit.
  • FIG. 12 is an end view of a movable assembly of an electrodynamic fluid transducer according to the invention.
  • Figure 13 is a sectional view along line XIII. XIII of Figure 12.
  • Figure 14 is a longitudinal sectional view of a mold for the implementation of a method according to the invention for obtaining a movable assembly according to a first embodiment applied to the pumps .
  • Figure 15 is a longitudinal sectional view of a mold for the implementation of a method according to the invention for obtaining a movable assembly according to a second embodiment applied to the pumps.
  • Figure 16 is a longitudinal sectional view of a mold for the implementation of a method according to the invention for obtaining a movable assembly according to a third embodiment applied to the pumps.
  • Figure 17 is a longitudinal sectional view of a mold for the implementation of a method according to the invention for obtaining a movable assembly according to a fourth embodiment applied to the pumps.
  • FIG. 18 is a view in longitudinal section of a mobile assembly according to an alternative embodiment of FIG. 17.
  • FIG. 19 is an end view of a mobile assembly according to FIG. 18.
  • - Figures 20 to 25 are alternative embodiments showing the strengthening of the connection of a piston with the connecting element.
  • - Figure 26 is a longitudinal sectional view of a mold for the implementation of a method according to the invention for obtaining a movable assembly according to a first embodiment applied to a loudspeaker.
  • - Figure 27 is a longitudinal sectional view of a mold for the implementation of a method according to the invention for obtaining a movable assembly according to a second embodiment applied to a loudspeaker.
  • liquid enhancer device is meant in the present a liquid pressure and flow system for circulating the liquid at a higher pressure or level.
  • the device can, for example, fulfill the functions of the fuel tank pump, in-line booster from the supply to the injectors or even directly from the volume injector-pump of an automobile engine.
  • Figure 1 shows a simplified embodiment of the device according to the invention. It can be seen that the device comprises a fixed body 10 consisting mainly of an electrical transducer 30 extending transversely to the direction of circulation of the liquid, represented by arrows in the figures.
  • the device incidentally comprises a zone or chamber 14 for admitting the liquid and a zone or chamber 11 for discharging the liquid which can be the subject of multiple embodiments, some of which will be detailed by way of example later.
  • An electromechanical transducer is generally a system converting an electrical command into a mechanical phenomenon of the vibratory movement, pressure wave or fluid circulation type.
  • the transducer is used simply to generate a reciprocating rectilinear movement of a moving assembly in order to give the liquid a positive movement.
  • electromechanical transducers there are electromagnetic transducers and electrodynamic transducers.
  • Electromagnetic transducers have a moving magnetic core in a fixed inductor circuit that generates an alternating magnetic flux.
  • An example of an electromagnetic transducer applied to pumping is described in patent EP-B-0 605 903.
  • the magnetic core consists of a movable tubular piston with several permanent magnets.
  • the piston is set in motion by a fixed inductor circuit comprising inductive electric windings.
  • the mobile part comprises one or more light electrical coils instead of magnets.
  • the coil engages in a fixed inductive magnetic circuit which provides a static magnetic flux.
  • the fixed magnetic circuit is preferably provided with a permanent magnetic core, formed of magnets for example.
  • magnets can be replaced by inductive electric windings.
  • Such a variant advantageously makes it possible to modulate the static magnetic flux and to modify the operating parameters of the device.
  • the device 10 thus comprises an electrodynamic transducer 30, the fixed body 10 comprising a magnetic circuit with an air gap which cooperates with a movable assembly 40 comprising an armature coil 43.
  • An advantage of the electrodynamic transducer is the lightness of the moving assembly which limits the inertia of the device and makes it possible to carry out a rapid, precise pumping control which can reach high frequencies with appropriate electrical pulses.
  • the movable assembly 40 comprises a hollow tubular piston 41 engaging in an axial bore 13 of the fixed body 10. The circulation of the liquid can thus advantageously take place in a straight line and without turbulence.
  • the axial bore 13 passes through the fixed body 10 and the hollow tubular piston 41 passes completely through the bore 13.
  • one end 47 of the piston 41 is disposed in a chamber inlet 14 located on one side of the transducer 30, the other end 23 of the piston 41 opening into a discharge chamber 11 situated on the other side of the transducer 30.
  • the liquid contained in the chamber 14 penetrates to inside the hollow tubular piston 41 through the end 47.
  • Forced circulation means are provided such as a valve 22 disposed at the end 23 of the piston tube, to force the liquid to move in one direction only during the reciprocating movement of the piston 41.
  • the valve 22 is generally of conical shape, the edge of the end 23 of the piston having a shape of a complementary conical seat.
  • a sphero-conical valve that is to say consisting of a portion of a sphere surmounted by a conical needle, the interior of the sphere itself being hollowed out to leave a conical hollow.
  • the shape of the valve 22 is thus adapted to have a low hydraulic resistance and a good seal.
  • FIGS. 8A and 8B schematically show the priming phases of the device according to the invention (filled with air instead of liquid) in an ideal case where the device does not include an outlet member hindering the expulsion of the air.
  • Figures 8C and 8D show the operation of the device once primed, that is to say filled with liquid.
  • valve 22 opens by inertia clean and by preserving the forward movement of the liquid contained in the hollow 24 of the tubular piston.
  • the liquid therefore fills the discharge chamber 11, and naturally occupies the volume abandoned by the piston in the discharge chamber 11.
  • the circulation therefore takes place substantially without turbulence of the liquid in translation.
  • FIGS. 1 to 7 show that the delivery chamber 11 can have a natural volume clearly greater than the volume of the chamber occupied by the piston.
  • the chamber can serve as a reservoir for pressurized liquid.
  • the device according to the invention must be self-orientable and if the chamber 11 includes an outlet member 21 calibrated at a high pressure, it is preferable, alternatively, to reduce the proper volume of the chamber, this is ie the volume of the chamber 11 that the piston cannot occupy.
  • the ratio of the volume occupied by the piston to the volume of the chamber must then correspond to the nominal opening pressure of the outlet member. So the air present in the defused device can be sufficiently compressed to be expelled from the delivery chamber 11 and initiate a vacuum in the chamber 11 when the piston returns. It is understood that in order to be primed under high pressure, the device according to the invention must preferably comprise two valves 21 and 22 alternately closing the inlet and the outlet of the chamber 11. Another measure may consist in providing an electric pulse sufficient self-priming to expel the air contained by the exhausting device.
  • the volume of liquid circulated corresponds exactly to the change in volume of the chamber occupied by the piston during a round trip. This volume corresponds substantially to the product of the cross-sectional area of the piston by the length of the stroke C of the piston.
  • An advantage of the device according to the invention is the precise metering of the volume of liquid discharged at each round trip of the piston.
  • the mobile assembly 40 and the piston 41 move between two stops constituted for example by a central core 33 of the transducer and by the walls 16 of an inlet chamber 14 .
  • the volume of liquid discharged therefore corresponds substantially to the product of the section of the piston by the distance separating the stops. It is then necessary to apply an electrical control having a sufficient amplitude to bring the piston into abutments. In such an implementation, the pumped volume is fixed.
  • the invention provides an advantageous control method, wherein the amplitude of the piston movement is modulated by modulating the parameters of the electrical control signals applied to the device.
  • the intensity of the signal influences the pressure of the liquid
  • - the voltage of the signal influences the flow of the liquid
  • the duration of a control pulse influences the elementary volume of pumped liquid
  • the frequency of the control pulses influences the rate and the overall volume of pumped liquid
  • the shape of a pulse (waveform) allows to vary the laws of flow, pressure of each elementary volume of pumped liquid.
  • the electrodynamic transducer structure 30 more specifically comprises a magnetic circuit 31, 32, 32 ', 33 with gap 34 in which engages the cylindrical electric coil 43 wound on a cylindrical support 44 of the movable assembly 40.
  • the coil 43 d the armature preferably has a low impedance.
  • the impedance of the armature coil is of the order of a few Ohms. It should be noted that a continuous potential of 12 volts advantageously makes it possible to obtain a large magnetic flux for a reduced bulk.
  • Figure 1 shows that the support 44 and the coil 43 are preferably cylinders of revolution. It can also be provided that the support and the coil are not circular but, for example square, rectangular, hexagonal or other. However, the support and the armature coil remain cylindrical in the strict sense, that is to say that their circular or non-circular section, is constant by translation along an axis, represented here by the axis of the bore. Thus, when the piston 41 moves in the bore 13, the support 44 and coil 43 parts present in the air gap 34 are invariant, as visible in FIG. 1B. It is preferable that the pole piece 33 has a shape capable of cooperating with the shape of the support 44 and of the coil, for example a cylindrical shape of revolution, with a square, rectangular, hexagonal or other section. The air gap 34 then has correspondingly shaped limits, for example square edges etc., the edges preferably being concentric so that the magnetic field passes substantially orthogonally through the turns of the armature coil 43.
  • FIG. 1A shows that the magnetic circuit 30 comprises a permanent magnetic core 31 of revolution.
  • the N-S axis of north-south magnetization of the core is preferably parallel to the axis of revolution.
  • One pole S for example the south pole, is attached to a field plate 32 'in the form of a washer and the other pole N is attached to a field plate 32 in the form of a disc.
  • the plate 32 is itself in contact with a pole piece 33 which is cylindrical and concentric with the core 31.
  • the magnetic circuit 30 can be formed of a one-piece body 32.33, which avoids magnetic leaks.
  • a concentric air gap 34 in which a radial magnetic field, or more generally transverse to the axis of the bore, is present.
  • An advantage of such a magnetic circuit structure is that the air gap 34 can have a very small width e and have a high and regular magnetic induction.
  • the air gap 34 preferably has a low axial height h so that the reduced air gap volume 34 has an intense magnetic induction.
  • An advantage of such an arrangement is the high electromagnetic efficiency of the transducer.
  • Another advantage is that the magnetic circuit 30 then has a reduced bulk.
  • the armature coil 43 preferably has a high height H of turns so that the number of turns present in the air gap is invariant whatever the position in translation of the mobile assembly.
  • the electromotive force which is exerted on the coil 43 and on the movable assembly 40 is substantially constant, that is to say does not depend on the position of the assembly. Indeed, the electromotive force simply depends on the length of wire present in the air gap, on the intensity of the electric current in the wire and, on the other hand, on the induction of the static magnetic circuit.
  • the air gap 34 has an axial height h less than the height H of the coil 43.
  • the air gap has a large axial height and that the armature coil has a reduced turn height, so that all the turns of the coils are present in the air gap whatever the position of the mobile assembly.
  • the electromagnetic efficiency is still high and the electromotive force is also constant since the length of wire present in the air gap does not vary. Generally therefore, it is expected that the armature coil and the air gap have a difference in axial heights greater than the axial travel C of the movable assembly.
  • the formulation is as follows: h - H> C Taking care to give the mobile assembly 40 a stroke length C less than the difference in coil and air gap heights, it can be ensured that the force applied to the mobile assembly 40 is constant, provided that the excitation current passing through the coil 43 has a fixed value. Consequently, the discharge pressure of the liquid is advantageously constant. Another advantage is that the displacement of the movable assembly 40 and of the piston 41 is then substantially linear as a function of the duration of the excitation pulses.
  • the electromotive force applied to the mobile assembly 40 is proportional to the intensity of the electric current which passes through the turns of the coil 43 of the armature.
  • the liquid pressure control obtained by such a method is particularly advantageous in an application of the device to automotive fuel injection.
  • the bore 13 provided for the engagement of the tubular piston 41 is preferably made in the center of the pole piece 33 of the magnetic transducer circuit 30.
  • the bore is preferably through and bearings 12 and 12 'for guiding and sealing of the piston can be arranged at the outlets of the bore 13.
  • the bearings or guide rings are preferably two in number to keep the isostatism in displacement of the piston 41.
  • the piston 41 preferably has a length L longitudinal clearly greater than the length 1 of the bore 13 so as to penetrate sufficiently into each chamber 11, 14 and allow a sufficiently long piston stroke 41.
  • the realization of the piston 41 is preferably carried out from a light and pressure-resistant material, such as a non-ferromagnetic metal, a reinforced plastic material or a composite or synthetic material.
  • the mobile assembly 40 is produced in particular by winding a suitable electric wire on the cylindrical support 44, providing optionally internal “and outer coils on the support 44.
  • the support 44 of the coil 43 and the piston are secured by a connecting piece 45 preferably produced by injection, molding and compression of material.
  • the connecting piece 45 is given a hydrodynamic shape as can be seen in the side and top views of FIGS. 1A and 1B.
  • the hydrodynamic shape advantageously limits the inertia and the viscosity opposing the movements of the mobile assembly 40. It is in particular provided according to the invention that the quantity of material binding the two elements, joined to the action of pressure allows to shrink the piston, that is to say to locally decrease its diameter to form a solid attachment.
  • the discharge chamber 11 provision is preferably made for the discharge chamber 11 to include an outlet member 21 serving as a means of forced circulation, such as a valve, a valve or a valve.
  • an outlet member 21 serving as a means of forced circulation, such as a valve, a valve or a valve.
  • the presence of the outlet member 21 prevents the liquid expelled from the chamber 11 by the forward movement of the piston 41 from returning to the chamber during the return movement and blocks the valve 22 when the pressure P Q of the liquid outlet is high .
  • the presence of two check valves 21 and 22 thus makes it possible to achieve a high discharge pressure P.
  • the outlet member 21 can advantageously be pressure calibrated in order to maintain a determined level of pressure downstream of the device. It is thus possible to provide that the delivery chamber 11 comprises a valve 21 calibrated in pressure P Q • Such an arrangement makes it possible by example that the liquid circulating downstream is subjected to a high pressure P 0 .
  • the outlet member 21 may be a nozzle for vaporizing the liquid, in particular fuel, if the downstream circuit is depressurized, the only difference in pressure P prevailing in the chamber and pressure p 0 prevailing in the downstream circuit sufficient to spray the liquid in the form of vapor or aerosol.
  • spraying means can be provided, such as a part acting as an injector or a nozzle, as shown diagrammatically in FIG. 5.
  • Multiple injection and nozzle control devices in particular allowing the dynamics to be changed of the jet of liquid depending on the pressure, are known to those skilled in the art and can be implemented without departing from the scope of the present invention.
  • a special feature of the device according to the invention is however to be able to operate with a single valve 22 if the pressure differential Pn ⁇ Pi at the outlet and at the inlet is small or nonexistent.
  • the device according to the invention is naturally primable when the outlet pressure is low.
  • FIG. 2 shows a second embodiment designated under the name of gaveur closed pushing. It in fact comprises a discharge chamber 11 and an intake chamber 14 adjacent to each field plate 32 and 32 'of the central transducer 30.
  • the armature coil 43 is arranged on the intake side so as to push the piston 41.
  • the chambers 11 and 14 therefore have a wall delimited by the magnetic circuit 30 of the body 10 of the device and by a sealing bearing 12 disposed in the axial bore 13 of the body of the device.
  • the inlet chamber 14, optional in the first embodiment, is this time delimited by a strainer 26 for filtering possible impurities from the liquid.
  • the piston 41 then comprises two distal parts respectively entering a delivery chamber 11 and an inlet chamber 14.
  • the pushing closed booster of FIG. 2 comprises springs 50 and 51 accumulating energy during the forward movement of the piston.
  • Such return means 50 and 51 restore the energy accumulated to cause the return movement of the piston.
  • the mobile assembly comes to rest against the stop 53.
  • a positive pulse that is to say conventionally having a positive polarity
  • the end of the pulse causes " the return movement of the piston.
  • the stop 53 and the spring 50 or 51 advantageously make it possible to define an origin for controlling the movements of the piston.
  • Another advantage of the presence of return means is to eliminate the need for a negative return pulse from the piston and to simplify the power supply to the device. Such an arrangement is particularly advantageous in cases where there is no three-pole power supply (so-called symmetrical power supplies with three terminals: positive, neutral and negative), which is the case on an automobile.
  • the return means 50 and 51 accumulate mechanical energy during the return movement of the piston 41 (energy which would be dissipated unnecessarily in the absence of return means) and restore energy during the forward movement. This allows a higher force to be applied to the piston, thus increasing the discharge pressure of the liquid.
  • An advantage of such an arrangement of return means is that it makes it possible to multiply the level of the output pressure P Q which can be obtained with a power supply of limited power.
  • Another role of the return means is to limit the amplitude of movement of the piston as a function of the power of the electrical control.
  • the restoring force exerted by the spring 50 in fact increases linearly with the displacement of the piston.
  • the displacement amplitude of the piston is then limited by the electromagnetic force applied, that is to say by the control voltage applied to the armature coil.
  • a return spring 51 it is possible for a return spring 51 to be of conical shape so that the return force varies exponentially.
  • the return means are formed by a pneumatic spring of the balloon or chamber type inflated by a gas.
  • FIG. 2 also shows that the armature coil 43 is supplied by two wires 52 and 52 ′ floating in the intake chamber.
  • FIG. 3 illustrates a third embodiment of the device according to the invention designated by the name of closed pulling force-feeder. Unlike the second embodiment, the mobile assembly 45 and the coil 43 are arranged on the side of the delivery chamber 11 so as to pull the piston 41.
  • FIG. 4 illustrates a fourth embodiment in which return means 50, 51 and 50 ′, 51 ′ in opposition are provided.
  • a spring 50 ' is arranged symmetrically with the return spring 50 so that the piston has an intermediate rest position between the stops.
  • Two conical springs 51 and 51 ' can also be supported symmetrically " on the connecting piece 45 of the mobile assembly.
  • An advantage of the return means in opposition is that the piston has a central rest position and can be controlled indistinctly in a forward direction or in a return direction.
  • Another advantage of this fourth embodiment is the appearance of a resonance phenomenon.
  • the return means have in fact a resonance frequency for which the amplitude of displacement of the piston and the metered volume will be maximum. This arrangement is advantageous for obtaining a fixed flow rate.
  • FIG. 5 illustrates a fifth embodiment, relating to a pushing closed booster, close to that of FIG. 2, but particularly intended for automobile injection.
  • the booster has a discharge chamber 11 connected to a vaporization system 15 allowing the injection of fuel.
  • Such an injection system can have pressure and liquid circulation characteristics adapted to the engine's carburetion regime. It may include a valve 21 calibrated in pressure P Q.
  • the device according to the invention makes it possible to reach a pressure P for discharging liquid fuel sufficient relative to this minimum pressure P Q.
  • the method of controlling the device according to the invention advantageously makes it possible to control the discharge pressure P and to control the flow rate, therefore the fuel consumption.
  • control pulses make it possible to control at the same time the instant, the volume and the pressure injection of fuel into a mixing zone and consequently into a combustion chamber of an engine.
  • the delivery chamber 11 has reinforced walls 15, 17, which can also constitute a bearing for guiding the piston 41.
  • the movable assembly is pulled into abutment 53 by two tension springs 50 and 51 bearing at diametrically opposite points of the connecting piece 45 of the movable assembly.
  • the two springs 50 and 51 are preferably metallic and are connected respectively to two wires 52 ′ and 52 of electrical supply and to two ends of the coil 43. This produces an advantageous electrical supply of the movable armature coil.
  • FIG. 6 there is shown a sixth embodiment designated by the name of pulling open feeder.
  • the discharge chamber 11 is this time disposed in a non-adjacent manner to the transducer 30 and the moving element 40 is disposed between the chamber 11 and the transducer 30.
  • the armature coil 43 of the moving element 40 is then disposed outside any chamber 11 or 14.
  • the liquid may not be in contact with the electric coil 43.
  • the crew mobile is in direct contact with the liquid.
  • the advantage in this case is the importance of cooling the coil. Note in passing that in closed feeders, the coil is cooled by the circulating liquid.
  • FIG. 6 shows that two bearings 12 and " 12 'for guiding the piston are inserted respectively in the wall 17 of the discharge chamber 11 and in the bore 13 near the movable assembly 40.
  • the embodiment of open feeder can be declined according to the various embodiments previously described and in particular in the form of a pushing open feeder.
  • FIG. 6 is shown the variant of magnetic frame 30 in which the permanent magnet is replaced by an electric coil 36 surrounding the central pole piece 33, the piece 33 being arranged so that the inductor coil 36 and the coil of armature 43 do not come into contact.
  • Such an inductor winding can be provided as a variant on all the embodiments.
  • the inductor winding of the magnetic circuit 30 can be arranged around the pole piece 33 or at another level of the magnetic circuit 30, in particular in place of the magnets 31 of the magnetic core.
  • the winding 36 has an electromotive excitation role on the voice coil 43.
  • the inductor winding 36 can in particular be supplied by a direct electric current to obtain a static excitation.
  • the essential advantage of replacing the magnet with an inductor coil 36 is the significant reduction in size and weight of the transducer 30, as shown in FIG. 6.
  • FIG. 7 illustrates a seventh particularly original embodiment designated under the name of symmetrical open feeder.
  • This device of FIG. 7 comprises two delivery chambers 11 and 11 ′ into which the two ends 23 and 23 ′ of the tubular piston 41 penetrate respectively.
  • the opening or openings 25 are preferably provided in a part central and put the recess 24 of the tubular piston into communication with an inlet zone 14 or a possible liquid inlet chamber.
  • the openings 25 advantageously have a form of whistle extending longitudinally to the piston 41.
  • the movable element 40 is arranged outside the discharge chambers 11, it 'and outside the intake chamber (or zone) 14 thus justifying the designation of open feeder.
  • the seventh embodiment of the device according to the invention has the advantage of allowing the supply of two downstream circuits from a single tank and especially using a single transducer.
  • the symmetrical open feeding device advantageously doses equal quantities of liquid in each downstream circuit.
  • This embodiment is particularly advantageous for supplying combustion engine chambers. Indeed, the size of the exhausting devices is reduced and each symmetrical device allows a balanced supply of two cylinders.
  • FIG. 10 illustrates a first example of an application of a device according to the invention to pumping fuel in which the device 100 is directly immersed in a tank 200. The admission then takes place directly at the level of the tank.
  • the embodiments illustrated in Figures 1, 2, 3, 4, 6 and 7, in which the construction of the intake chamber 14 is sketched (to adapt a strainer 26), are particularly suitable for this first example of application.
  • the pump supplies a fuel circuit on which is inserted a filter 300 and an injection rail.
  • the ramp feeds an injector which may be a solenoid valve, spraying the fuel into an intake manifold 400.
  • the mixing is therefore carried out upstream of the intake valve of an engine combustion chamber 1000.
  • Another essential advantage of such an implementation is the elimination of the conventional fuel overflow return circuits, necessary with conventional pumps with fixed flow. It will be noted, moreover, that the injection ramp can be produced in a very simple manner, since it removes the pressure regulator which serves to evacuate the overflow of liquid.
  • FIG. 11 illustrates a second example of application of a device according to the invention in which the device 500 is directly mounted on the combustion chamber of the engine cylinder 1000 in order to obtain direct injection.
  • the supply circuit upstream of the device 500 can be a conventional pumping circuit or, alternatively, the supply circuit 100, 200, 300 of FIG. 10. It can even be provided that the enhancer device 500 directly takes the fuel into the tank via a probe.
  • the embodiments of the injector device illustrated in FIGS. 2, 3, 6, 7 and in particular that of FIG. 5, are well suited to this second example of application.
  • the device as an injector, it is advantageously possible to modulate the pressure, the elementary volume and the temporal laws of injection (instant and duration of injection, progressive pressure and flow rate, stratification of the mixture in the bedroom) .
  • An advantage of such an implementation is the simplification of the carburetion circuit.
  • the essential advantage of this second example of application is the possibility of mounting the device as close as possible to the engine cylinders 1000 and making direct injection. This advantageous mounting possibility is made possible by the reduced size of the device according to the invention compared with the size of conventional pumps.
  • a particular advantage is that the reciprocating movement of the piston of the moving part of the device makes it possible to cut off the injection suddenly without the known drop phenomena on conventional injectors.
  • the exhausting device can be applied to pumping lubricating oil, pumping coolant, as well as pumping washer fluid.
  • the control device and method according to the invention can be implemented in household, food or medical applications.
  • the device is suitable for injecting liquid fuel into a boiler.
  • the device can also be used as an inline booster on a domestic water pipe.
  • the device can also advantageously serve as a pump for dewatering and vaporizing a percolator or a similar household appliance.
  • an alternative embodiment will be chosen with membranes 54 and 54 ′, as illustrated in FIG. 6.
  • the present invention also relates to a method of manufacturing an electrodynamic transducer, in particular fluidic or acoustic, as described above and comprising a movable assembly 40 of low inertia.
  • the mobile assembly object of the invention and represented in FIGS. 12 to 25 relates to an electrodynamic transducer entering into the constitution of a liquid pumping system allowing to circulate the latter at a pressure or at a higher level, such as for example fulfilling the functions of fuel tank pumps, booster boosters in line from the supply to the injectors, or even directly of pump injectors automotive engine volumes.
  • the moving element 40 is made up of at least two functional parts integral with each other, and a first part of which is an electric coil 43 intended to move, as explained above, by the combined effect of a electric current on a magnetic field, and to which is subjected at least a second coaxial part, in this case a tubular piston 41, hollow in the present embodiment, to be controlled in reciprocating rectilinear movement.
  • the assembly of the functional parts 41 and 43 is carried out by means of a common connecting element 45 obtained by injection of a synthetic material and constituting a third functional part, for the obtaining a cross-functional combinatorial assembly.
  • This connection can also be obtained by molding or by thermoforming.
  • the complete connections between the coil 43 and the piston 41 must rigidly transmit the vibrations and the forces created by the electrodynamic coil-motor actions.
  • the connecting piece 45 is composed of a cylindrical crown 49 of preferably hydrodynamic section, connected to another crown 48 by several branches or spokes 46, in this case four in number, but this number n 'being not limiting.
  • the support 44 of the coil 43 and the piston 41 are trapped respectively by the rings 49 and 48.
  • a deformation of the piston 41 which shrinks under the action of the injection pressure, makes it possible to obtain a complete connection, in the case of materials with low mechanical resistance such as aluminum or plastic.
  • the connecting element 45 constituting the third functional part is produced by injection of a thermoplastic or thermosetting material, into a cavity 106 of a mold 107 generally formed of a fixed part 107c and two movable drawers 107a, 107b, the fixed part 107c and drawers 107a and 107b defining between them a joint plane 108 on either side of which half-impressions 106a, 106b are produced.
  • the relative positioning of the support 44 of the coil 43 constituting the first part, relative to the coaxial element 41 constituting the second part, is effected by means of a movable cylindrical core 109 constituting an axial part of injection of the mold 107, whose end portions contribute to forming the imprint 106, and on the peripheral lateral surface 109a of which core 109 is disposed said support 44 of coil 43 whose length L is greater than that L 'of core 109, so that after being brought into abutment against a rear shoulder 110 thereof, it opens freely into the cavity 106 in which is disposed, also prior to molding, the coaxial element 41 constituting the second part to be joined to the first.
  • the relative positioning of the piston 41 constituting the second part relative on the one hand to the connecting element 45, constituting the third part, and relative on the other hand to the coil 43, is obtained by means of a coaxial channel 111 axially passing through the core 109 constituting the mold ejection part 107 and / or a fixed injection part 107c of the mold 107, for opening or passing through the cavity 106 perpendicular to its plan, prior to the molding of the connecting element 45.
  • the support 44 for the coil 43 is constituted by a sleeve with a diameter corresponding to the core 109 forming the ejection part of the mold and it is attached thereto prior to the molding of the connecting element 45 and before the closing of the two drawers perpendicular 107a, 107b constituting the movable parts of the mold 107.
  • the electric coil 43 is positioned on its support 44 at the end opposite to that opening into the cavity 106.
  • the mold then being closed by displacement of the drawers 107a, 107b and of the core 109, towards the fixed part 107c of said mold, the material injection takes place axially at one or more points by means of injection channels. 112.
  • the injection of material into the mold can also be carried out radially at one or more points by means of injection channels 113.
  • FIG. 16 shows a mold different from the previous ones in that it consists of two semi-cylindrical parts 107A, 107B able to move in the manner of drawers in a direction perpendicular to the longitudinal axis of the assembly and in which are produced the injection channels 113. Also two movable cores 109A, 109B capable of moving axially allow the relative positioning of the two elements to be assembled and participate in the internal shape of the cavity 106 while being held by the elements 107A, 107B of the mold, which participate in the external shape of the imprint 106.
  • step I introduction of the tube into the movable cores 109 or 109A, 109B,
  • step II introduction of the support 44 for the coil 43 on the movable core 109 or 109A,
  • step III closing of the mold 107 formed by the parts 107a, 107b, 107c, or by the parts 107A, 107B
  • step IV introduction of the synthetic material and molding action
  • step V opening of the mold 107
  • Step VI ejection of the moving element 40 formed by the tube 41, the coil 43 and the connecting element 45, and possibly from the moving core in cases requiring a conformation of the moving element.
  • the two movable drawers 107a, 107b of the mold 107 have a peripheral shoulder 114 extending axially to the coil 43, previously disposed on its support
  • the two movable drawers 107a, 107b of the mold 107 have a double peripheral shoulder 115 and 116, one of which 115 located on the side of the imprint 106 allows an axial extension of the connecting element 45 who is trained there and whose the other 116 of a smaller diameter, is intended for housing the coil 43 at a distance from the core 109 of the mold, prior to the molding operation so as to produce a coil support 44A obtained by molding with the element link 45 during the same operation.
  • the two movable mold drawers comprise a plurality of axial recesses made alternately around the coil, so as to obtain openings 117 according to a predetermined angular sequence , to allow cooling of said coil 43.
  • the connection element 45 with the piston 41 is reinforced by carrying out a deformation 118 of the wall thereof, inwards or outwards, in the zone passing through the connecting element 45, the latter being constituted by a wheel comprising a plurality of spokes 46 conforming openings 130 intended for the passage of a fluid and contributing to the maintenance in position of the elements between them.
  • FIG. 20 shows a deformation 118A obtained by constriction during injection
  • FIG. 21 shows a deformation 118B obtained by mechanical restriction
  • FIG. 22 shows a deformation 118C obtained by increasing the diameter of the tube by mechanical means
  • FIG. 23 shows a deformation 118D obtained by knurling the tube 41
  • FIG. 24 shows a deformation 118E carried out by machining a groove or a flange
  • FIG. 25 shows a deformation 118F produced by drilling one or more holes perpendicular to the axis of the tube 41.
  • the functions of the connecting piece are obtained by a judicious choice of the synthetic material and the optimization of the shapes of the imprint.
  • - chemical function inertia in relation to the product transported.
  • thermal function resistance to the alienation of temperatures due to the electric current and to the very temperature of the fluids to be conveyed.
  • - acoustic function allows forms useful for acoustic functions to be produced.
  • FIG. 27 Another advantage of 1 invention relating to this second mode of application, visible in Figure 26, lies in the fact that electrical connection means 121 in connection with the coil 43, are secured to the moving body of the speaker, level of the connecting element 45, during the same molding operation.
  • the connection of the connection 121 with the coil 43 is effected by means of an electric wire 122.
  • a dome 123 covering the annular space 124 defined by the connecting element 106A is obtained by molding with the latter during the same molding operation.
  • the membrane 120 may be in the form of a cone, a disc, etc.
  • the fixed or movable mold parts essentially differ from the previous ones in the case of application to the pump in that their end opposite one another defining the imprint 106A are such to define a triangular section.
  • this section could be of any other form.
  • the present invention can also be applied in the case of injection of a loudspeaker membrane taking place at the same time as the triangular connecting section.
  • the invention is also of particular interest in high-end loudspeakers in which the connection in synthetic material can be removed by fusion, in order to replace one or the other of the elements: coil or membrane.
  • connection in synthetic material can be removed by fusion, in order to replace one or the other of the elements: coil or membrane.

Abstract

Dispositif exhausteur à débit et pression de liquide comportant des moyens (21, 22) de circulation forcée du liquide formés par un transducteur électrodynamique comprenant un équipage mobile en translation (40) constitué par un piston (41) s'engageant dans un alésage axial (13) d'un corps fixe (10), ce dernier comportant un circuit magnétique (30) à entrefer réduit (34) et l'équipage mobile comportant notamment une bobine électrique (43) assujettie à au moins une second pièce (41) à commander en déplacement rectiligne alternatif et s'engageant dans l'entrefer de manière à mettre l'équipage en mouvement de translation alternatif, caractérisé en ce que l'équipage mobile (40) comporte une pièce de liaison (45) de forme hydrodynamique solidarisant la seconde pièce (41) et la bobine (43).

Description

POMPE ACTIONNEE PAR UN TRANSDUCTEUR ELECTRODYNAMIQUE ET PROCEDE DE FABRICAΗON D'UNE TELLE POMPE
La présente invention concerne le domaine des systèmes à pression et débit de liquide et notamment les dispositifs exhausteurs de liquide comportant un transducteur électromécanique. 5 L'invention est destinée en particulier au pompage et à l'injection de carburant dans un moteur à combustion interne de véhicule automobile.
On connaît des pompes à carburant dans lesquelles un transducteur électromagnétique met en
10 mouvement rectiligne alternatif un piston tubulaire creux à travers lequel le carburant liquide est mis en circulation forcée.
Le document EP-B-0 605 903 décrit ainsi une pompe électromagnétique d'injection automobile dans
15 laquelle le corps de pompe comporte un bobinage électrique fixe et un alésage axial doté de billes antiretour. Un piston tubulaire aimanté disposé librement dans l'alésage est mis en mouvement par le flux magnétique alternatif du bobinage afin de
20 pomper du carburant à destination d'un injecteur.
Une telle pompe a l'inconvénient d'avoir une efficacité électromagnétique limitée (le champ magnétique rayonne en tous sens) et une inertie élevée.
25 Un autre inconvénient de cette pompe est l'impossibilité de moduler la pression et le volume élémentaire de carburant débité durant chaque cycle.
On connaît en outre des pompes cryogéniques à
30 transducteur électromagnétique dans lequel il est prévu de mettre en mouvement rectiligne alternatif un piston tubulaire dans une chemise de cylindre pour comprimer du gaz frigorifique dans une chambre de compression formée par la culasse du cylindre et pour refouler ensuite le gaz dans une chambre- réservoir reliée à un convecteur cryogénique.
De telles pompes ont cependant pour inconvénients d'être lourdes et encombrantes pour une faible puissance.
Un but de l'invention est de concevoir un dispositif d'exhaustion adapté au pompage de liquides sans les inconvénients précités.
Un but particulier de l'invention est de réaliser un dispositif d'exhaustion de carburant présentant un faible encombrement, une forte puissance et une grande souplesse de commande.
Succinctement, ces buts sont atteints selon l'invention en prévoyant un dispositif d ' exhaure ayant un transducteur électrodynamique, c'est-à- dire ayant une bobine électrique mobile dans un circuit magnétique statique, la bobine étant disposée sur un équipage mobile léger comportant un piston apte à mettre le liquide en circulation. L'excitation électrique de la bobine met en mouvement alternatif l'équipage mobile et son piston. Cet équipage mobile est particulièrement léger, ce qui diminue avantageusement l'inertie de pompage. De plus, la structure de circuit magnétique proposée permet d'obtenir une efficacité électromagnétique élevée. En outre, la vitesse, la force et l'amplitude du mouvement du piston peuvent être commandés électriquement. De la sorte, on peut contrôler avantageusement le débit, la pression, voire le volume élémentaire de liquide mis en circulation. A ces effets, l'invention concerne un dispositif exhausteur à débit et pression de liquide comportant des moyens de circulation forcée du liquide formés par un transducteur électrodynamique comprenant un équipage mobile en translation constitué par un piston s'engageant dans un alésage axial d'un corps fixe, ce dernier comportant un circuit magnétique à entrefer réduit et l'équipage mobile comportant notamment une bobine électrique assujettie à au moins une seconde pièce à commander en déplacement rectiligne alternatif et s'engageant dans l'entrefer de manière à mettre l'équipage en mouvement de translation alternatif, caractérisé en ce que l'équipage mobile comporte une pièce de liaison de forme hydrodynamique solidarisant la seconde pièce et la bobine.
De façon alternative, l'équipage mobile peut comporter un piston colonne plein ou, de préférence, un piston tubulaire creux. Le piston tubulaire peut comporter avantageusement un capillaire de section constante.
On peut prévoir que le piston s'engage dans un alésage non-traversant, en particulier si le piston est plein. Mais de préférence, l'alésage axial est traversé par le piston, le piston ayant une longueur supérieure à l'alésage.
Il est prévu, de préférence, que le circuit magnétique s'étend transversalement à l'alésage axial et que l'entrefer a une hauteur axiale inférieure à la bobine. De façon alternative, l'entrefer peut avoir une hauteur axiale nettement supérieure à la bobine, du moment que la bobine et l'entrefer ont une différence de hauteurs axiales supérieure à la course axiale du piston, afin d'exercer une force électromotrice constante.
De préférence, le circuit magnétique comporte une pièce polaire centrale, un entrefer concentrique à champ magnétique transversal et/ou un noyau magnétique d'axe d'aimantation parallèle à
1 'alésage.
De façon avantageuse, l'invention prévoit que l'équipage mobile comporte une pièce de liaison de forme fonctionnelle mécaniquement, notamment de forme hydrodynamique, qui solidarise le piston et la bobine. La pièce de liaison est réalisée par injection, moulage et compression de matière. De préférence, la pièce de liaison rétreint le piston. D'autres particularités et avantages du dispositif selon l'invention, notamment concernant la structure d'un gaveur et d'un injecteur de circuit de carburation, de chambres de refoulement et d'admission seront détaillés dans la description de modes de réalisation qui va suivre.
D'autre part, il est prévu un procédé de commande du dispositif selon l'invention, dans lequel une étape consiste à contrôler les signaux électriques de commande pour contrôler la circulation de liquide.
Il est prévu notamment un contrôle de l'intensité, de la tension, de la durée, de la fréquence et/ou de la forme des signaux de commande ainsi qu'un asservissement du débit de liquide à la commande, en asservissant par exemple le déplacement du piston.
L'invention concerne également d'une manière plus générale un procédé permettant l'assemblage combinatoire transfonctionnel d'au moins deux éléments dont une bobine électrique.
Plus précisément, elle concerne un procédé de fabrication d'un transducteur électrodynamique, notamment fluidique ou acoustique, comprenant un équipage mobile de faible inertie, constitué d'au moins deux pièces fonctionnelles solidaires l'une de l'autre et dont une première est une bobine électrique destinée à se déplacer sous l'effet d'un champ magnétique et à laquelle est assujettie au moins une seconde pièce à commander en déplacement rectiligne alternatif.
De manière connue, ce type d'équipage mobile est destiné à équiper des transducteurs électrodynamiques fluidiques ou acoustiques, des pompes à eau pour régulation hydraulique, des pompes à fioul ou à essence pour l'automobile y compris les pompes à injection, mais également des pompes électrodynamiques à usage domestique telles que machines à café ou machines à laver, ou encore dans la fabrication des haut-parleurs.
Dans ce dernier cas, l'assemblage des différents éléments constitutifs entre eux sont obtenus à l'heure actuelle par collage de la bobine à différentes pièces dont une membrane, un élément de centrage de la bobine servant également de moyen de rappel dénommé "speeder", et un dôme de protection anti-poussière.
La fabrication d'un tel dispositif est longue car il faut un certain temps de séchage de la colle, de plus cette fabrication est généralement manuelle et d'une qualité aléatoire au niveau des positionnements et des équilibrages dynamiques, car la masse de colle n'est pas uniforme, ce qui conduit à un prix coûteux de par la multiplicité des opérations et du temps d'assemblage.
Dans un autre domaine d'application tel qu'énoncé ci-dessus, c'est-à-dire celui des pompes, il est recherché plus particulièrement d'obtenir un équipage mobile très léger permettant également une automatisation du système de production pour une fabrication économique.
Il est surtout recherché dans ce dernier domaine d'application une précision géométrique et di ensionnelle pour un positionnement parfait des éléments entre eux.
Bien entendu, l'invention s'applique à tous autres types de dispositifs que ceux énoncés ci- dessus, à partir du moment où ils comprennent un transducteur électrodynamique muni d'un équipage mobile.
A cet effet, l'invention concerne donc également un procédé de fabrication de l'équipage mobile précité se caractérisant en ce que l'assemblage de la bobine et de la seconde pièce, par exemple le piston, s'effectue par l'intermédiaire d'un élément de liaison commun réalisé à partir d'une matière synthétique et constituant une troisième pièce fonctionnelle d'assemblage en vue d'une seule opération permettant un assemblage combinatoire transfonctionnel .
Selon une autre caractéristique de ce procédé, l'élément de liaison constituant la troisième pièce fonctionnelle est réalisé par injection de matière dans une empreinte d'un moule, par moulage ou par tout moyen de mise en oeuvre de matière synthétique, élément duquel est issu d'une part un support de la bobine électrique constituant la première pièce, et d'autre part l'élément coaxial à commander constituant la seconde pièce.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description et des dessins ci-après, donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs. Sur les dessins annexés:
- la figure 1A représente une vue en coupe longitudinale de dispositif exhausteur de liquide selon un premier mode de réalisation de 1 ' invention,
- la figure 1B représente une vue en coupe transversale du dispositif de la figure 1A selon la ligne de coupe B-B, - la figure 2 représente une vue en coupe longitudinale d'un dispositif fermé poussant selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, la figure 3 représente une vue en coupe longitudinale d'un dispositif fermé tirant selon un troisième mode de réalisation de l'invention, la figure 4 représente une vue en coupe longitudinale d'un quatrième mode de réalisation de dispositif selon l'invention, qui est une variante du dispositif fermé tirant de la figure 3, - la figure 5 représente une vue en coupe longitudinale d'un dispositif fermé poussant avec chambre d'admission et chambre de refoulement à injecteur selon un cinquième mode de réalisation de 1 ' invention, - la figure 6 représente une vue en coupe longitudinale d'un dispositif ouvert tirant selon un septième mode de réalisation de l'invention, la figure 7 représente une vue en coupe longitudinale d'un dispositif ouvert à deux chambres de refoulement et à admission centrale selon un septième mode de réalisation de 1 ' invention,
- les figures 8A, 8B, 8C et 8D illustrent sché atiquement des phases d'amorçage et de pompage d'un dispositif exhausteur de liquide selon 1 ' invention,
- la figure 9 représente des vues de détails de réalisation d'un équipage mobile de dispositif selon l'invention, la figure 9A représentant une vue en coupe longitudinale, la figure 9B représentant une vue en coupe transversale,
- la figure 10 représente un premier exemple d'application de dispositif selon l'invention à un circuit de carburation automobile, et
- la figure 11 représente un second exemple d'application de dispositif selon l'invention à un circuit de carburation automobile.
- la figure 12 est une vue en bout d'un équipage mobile d'un transducteur électrodynamique fluidique selon l'invention.
- la figure 13 est une vue en coupe selon la ligne XIII. XIII de la figure 12. la figure 14 est une vue en coupe longitudinale d'un moule pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention pour l'obtention d'un équipage mobile selon un premier mode de réalisation appliqué aux pompes. la figure 15 est une vue en coupe longitudinale d'un moule pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention pour l'obtention d'un équipage mobile selon un second mode de réalisation appliqué aux pompes. la figure 16 est une vue en coupe longitudinale d'un moule pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention pour l'obtention d'un équipage mobile selon un troisième mode de réalisation appliqué aux pompes. la figure 17 est une vue en coupe longitudinale d'un moule pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention pour l'obtention d'un équipage mobile selon un quatrième mode de réalisation appliqué aux pompes.
- la figure 18 est une vue en coupe longitudinale d'un équipage mobile selon une variante de réalisation de la figure 17. la figure 19 est une vue en bout d'un équipage mobile selon la figure 18.
- les figures 20 à 25 sont des variantes de réalisation montrant le renforcement de la solidarisation d'un piston avec l'élément de liaison. - la figure 26 est une vue en coupe longitudinale d'un moule pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention pour l'obtention d'un équipage mobile selon un premier mode de réalisation appliqué à un haut-parleur. - la figure 27 est une vue en coupe longitudinale d'un moule pour la mise en oeuvre d'un procédé selon l'invention pour l'obtention d'un équipage mobile selon un second mode de réalisation appliqué à un haut-parleur. Par dispositif exhausteur de liquide, on entend dans la présente un système à pression et débit de liquide permettant de mettre en circulation le liquide à une pression ou à un niveau plus élevé. Le dispositif peut, par exemple, remplir les fonctions de pompe d ' exhaure de réservoir de carburant, de gaveur surpresseur en ligne de l'alimentation aux injecteurs ou même directement d' injecteur-pompe volumique de moteur automobile. La figure 1 montre un mode de réalisation simplifié de dispositif selon l'invention. On voit que le dispositif comporte un corps 10 fixe constitué principalement d'un transducteur électrique 30 s ' étendant transversalement à la direction de circulation du liquide, représentée par des flèches sur les figures. Le dispositif comporte accessoirement une zone ou chambre 14 d'admission du liquide et une zone ou chambre 11 de refoulement du liquide qui peuvent faire l'objet de multiples modes de réalisations dont certains seront détaillés à titre exemplatif par la suite.
Un transducteur électromécanique est de façon générale un système convertissant une commande électrique en un phénomène mécanique de type mouvement vibratoire, onde de pression ou circulation de fluide.
Suivant l'invention, le transducteur est utilisé simplement pour générer un mouvement rectiligne alternatif d'un équipage mobile afin de donner au liquide un mouvement positif.
Parmi les transducteurs électromécaniques, on distingue des transducteurs électromagnétiques et des transducteurs électrodynamiques.
Les transducteurs électromagnétiques comportent un noyau magnétique mobile dans un circuit inducteur fixe qui génère un flux magnétique alternatif. Un exemple de transducteur électromagnétique appliqué au pompage est décrit dans le brevet EP-B-0 605 903. Dans cette pompe électromagnétique, le noyau magnétique est constitué par un piston tubulaire mobile doté de plusieurs aimants permanents. Le piston est mis en mouvement par un circuit inducteur fixe comportant des bobinages électriques inducteurs.
Inversement, dans un transducteur électrodynamique, la partie mobile comporte une ou des bobines électriques légères au lieu d'aimants. La bobine s'engage dans un circuit magnétique inducteur fixe qui fournit un flux magnétique statique. Le circuit magnétique fixe est de préférence doté d'un noyau magnétique permanent, formé d'aimants par exemple. Mais, en variante, on peut remplacer de tels aimants par des bobinages électriques inducteurs. Une telle variante permet avantageusement de moduler le flux magnétique statique et de modifier les paramètres de fonctionnement du dispositif.
Il convient de bien distinguer les éventuels enroulements électriques de la partie fixe (stator) des enroulements électriques de la partie mobile. Ici, et par la suite, les enroulements électriques fixes sont appelés "bobinages inducteurs", tandis que les enroulements électriques de la partie mobiles sont appelés "bobines d'induit" car ils subissent les forces électro-motrices.
Selon une particularité essentielle de l'invention, le dispositif 10 comporte ainsi un transducteur 30 électrodynamique, le corps 10 fixe comportant un circuit magnétique à entrefer qui coopère avec un équipage 40 mobile comportant une bobine d'induit 43.
Un avantage du transducteur électrodynamique est la légèreté de l'équipage mobile qui limite l'inertie du dispositif et permet d'effectuer une commande de pompage rapide, précise et pouvant atteindre des fréquences élevées avec des impulsions électriques appropriées. On peut prévoir que l'équipage mobile comporte un piston plein pénétrant dans une chambre de pompage comportant une entrée et une sortie. Ceci permet de disposer le piston et la chambre d'un seul côté du transducteur. II est prévu de préférence que l'équipage mobile 40 comporte un piston 41 tubulaire creux s'engageant dans un alésage 13 axial du corps 10 fixe. La circulation du liquide peut ainsi avantageusement se faire de façon rectiligne et sans turbulence.
De préférence l'alésage 13 axial traverse le corps 10 fixe et le piston 41 tubulaire creux traverse totalement l'alésage 13. Dans le mode de réalisation illustré figure 1, on voit ainsi qu'une extrémité 47 du piston 41 est disposée dans une chambre d'admission 14 située d'un côté du transducteur 30, l'autre extrémité 23 du piston 41 débouchant dans une chambre de refoulement 11 située de l'autre côté du transducteur 30. En fonctionnement, le liquide contenu dans la chambre 14 pénètre à l'intérieur du piston 41 tubulaire creux par l'extrémité 47. Lorsque le piston 41 de l'ensemble mobile 40 est mis en mouvement rectiligne alternatif, le liquide circule au creux 24 du piston 41 en direction de l'autre extrémité 23 du piston.
Il est prévu des moyens de circulation forcée tel qu'un clapet 22 disposé à l'extrémité 23 du tube du piston, pour contraindre le liquide à se déplacer dans un seul sens lors du mouvement alternatif du piston 41.
Le clapet 22 est généralement de forme conique, le bord de l'extrémité 23 du piston ayant une forme de siège conique complémentaire. Sur la figure 6, on voit une réalisation particulière de clapet de forme sphéro-conique, c'est-à-dire constitué d'une portion de sphère surmontée d'un pointeau conique, l'intérieur de la sphère étant lui-même évidé pour laisser un creux conique. La forme du clapet 22 est ainsi adaptée pour présenter une faible résistance hydraulique et une bonne étanchéité.
La figure 8 illustre des phases dynamiques de mouvement du piston et de circulation du liquide. Les figures 8A et 8B montrent schématiquement des phases d'amorçage de dispositif selon l'invention (rempli d'air au lieu de liquide) dans un cas idéal où le dispositif ne comporte pas d'organe de sortie gênant l'expulsion de l'air. Les figures 8C et 8D montrent le fonctionnement du dispositif une fois amorcé, c'est-à-dire rempli de liquide.
Lors d'une phase rapide de mouvement aller du piston, c'est-à-dire dans le sens chambre 14 d'admission - chambre 11 de refoulement (figure 8D) , le clapet 22 est fermé par inertie mais aussi à cause de la surpression P régnant dans la chambre 11 de refoulement et de la dépression p régnant dans la chambre d'admission 14. La colonne de liquide, incompressible par nature, contenue au creux 24 du piston suit donc le même mouvement que le piston vers la chambre 11 de refoulement.
Lors d'une phase de mouvement retour du piston (figure 8C) , dans le sens chambre 11 de refoulement - chambre 14, le clapet 22 s'ouvre par inertie propre et par conservation du mouvement aller du liquide contenu au creux 24 du piston tubulaire. Le liquide remplit donc la chambre 11 de refoulement, et vient occuper naturellement le volume abandonné par le piston dans la chambre 11 de refoulement.
La circulation se fait donc sensiblement sans turbulence du liquide en translation.
Lors d'une prochaine phase aller, le clapet 22 étant à nouveau fermé, le liquide incompressible contenu dans la chambre il est chassé vers l'extérieur 20 de la chambre 11 par l'augmentation du volume occupé par le piston dans la chambre 11.
On peut constater ainsi que le mouvement de l'équipage mobile dans un sens aller met une colonne de liquide en translation dans le même sens, sensiblement sans turbulence du liquide, et que le mouvement de l'équipage mobile dans un sens retour opposé laisse la colonne de liquide sensiblement sans mouvement. Les figures 1 à 7, montrent que la chambre 11 de refoulement peut avoir un volume propre nettement supérieur au volume de la chambre occupable par le piston. Ainsi la chambre peut servir de réservoir de liquide sous pression. Cependant, si le dispositif selon l'invention doit être auto-a orçable et si la chambre 11 comporte un organe 21 de sortie taré à une pression élevée, il est préférable, alternativement, de réduire le volume propre de la chambre, c'est-à- dire le volume de la chambre 11 que le piston ne peut pas occuper. Le rapport du volume occupable par le piston au volume propre de la chambre doit alors correspondre à la pression nominale d'ouverture de l'organe de sortie. Ainsi l'air présent dans le dispositif désamorcé peut être suffisamment comprimé pour être chassé de la chambre 11 de refoulement et amorcer une dépression dans la chambre 11 lors du retour du piston. Il est entendu que pour être amorcé sous une pression élevée, le dispositif selon l'invention doit comporter de préférence deux clapets 21 et 22 fermant alternativement l'entrée et la sortie de la chambre 11. Une autre mesure peut consister à prévoir une impulsion électrique d'auto-amorçage suffisante pour chasser l'air contenu par le dispositif exhausteur.
Le volume de liquide mis en circulation correspond exactement à la variation de volume de la chambre occupée par le piston lors d'un aller- retour. Ce volume correspond sensiblement au produit de la surface de section transversale du piston par la longueur de la course C du piston.
Un avantage du dispositif selon l'invention est le dosage précis du volume de liquide refoulé à chaque aller-retour du piston.
Dans une mise en oeuvre simple du dispositif selon l'invention, l'ensemble mobile 40 et le piston 41 se déplacent entre deux butées constituées par exemple par un noyau central 33 du transducteur et par les parois 16 d'une chambre 14 d'admission. Le volume de liquide refoulé correspond donc sensiblement au produit de la section du piston par la distance séparant les butées. Il convient alors d'appliquer une commande électrique ayant une amplitude suffisante pour amener le piston en butées. Dans une telle mise en oeuvre, le volume refoulé est fixe. De façon alternative, l'invention prévoit ' un procédé de commande avantageux, dans lequel l'amplitude du mouvement du piston est modulée en modulant les paramètres des signaux électriques de commande appliqués au dispositif.
En effet, une modulation de l'amplitude des signaux appliqués au transducteur électrodynamique 30 permet une modulation des mouvements de l'ensemble mobile 40 et de son piston 41. Ainsi, la circulation du liquide est modifiée en agissant sur les paramètres suivants des signaux électriques de commande:
- l'intensité du signal influe sur la pression du liquide, - la tension du signal influe sur le débit du liquide,
- la durée d'une impulsion de commande influe sur le volume élémentaire de liquide refoulé, la fréquence des impulsions de commande influe sur la cadence et le volume global de liquide refoulé, et la forme d'une impulsion (forme d'onde) permet de faire varier les lois de débit, de pression de chaque volume élémentaire de liquide refoulé.
De façon avantageuse, on peut ainsi commander la cadence, l'instant et la durée d'injection de carburant et adapter l'approvisionnement aux besoins ou à la consommation prévue. En outre il est avantageux de prévoir un asservissement de la circulation de liquide à la commande, en prévoyant qu'un capteur électrique mesure un phénomène mécanique résultant du fonctionnement du dispositif, tel qu'une mesure du déplacement du piston, une mesure de débit ou -de pression de liquide en aval du dispositif. En comparant la grandeur électrique mesurée à la grandeur électrique de commande, on peut élaborer une contre-réaction d'asservissement.
La mise au point d'un générateur de signaux permettant de tels contrôles des paramètres de commande et/ou un asservissement est à la portée de l'homme de l'art. Après cet exposé du fonctionnement du dispositif, d'autres variantes et particularités de structure du dispositif exhausteur selon l'invention vont maintenant être détaillées.
La structure de transducteur 30 électrodynamique comporte plus précisément un circuit magnétique 31, 32, 32', 33 à entrefer 34 dans lequel s'engage la bobine 43 électrique cylindrique enroulée sur un support 44 cylindrique de l'ensemble mobile 40. La bobine 43 d'induit a de préférence une basse impédance. Par exemple, si l'alimentation électrique a un potentiel de 12 Volts, comme en électricité automobile, l'impédance de la bobine d'induit est de l'ordre de quelques Ohms. Notons qu'un potentiel continu de 12 Volts permet avantageusement d'obtenir un flux magnétique important pour un encombrement réduit.
La figure 1 montre que le support 44 et la bobine 43 sont de préférence des cylindres de révolution. On peut prévoir aussi que le support et la bobine ne sont pas circulaires mais, par exemple carrés, rectangulaire, hexagonaux ou autre. Toutefois, le support et la bobine d'induit restent cylindriques au sens strict, c'est-à-dire que leur section circulaire ou non-circulaire, est constante par translation le long d'un axe, représenté ici par l'axe de l'alésage. Ainsi, quand le piston 41 se déplace dans l'alésage 13, les parties de support 44 et de bobine 43 présentes dans l'entrefer 34 sont invariantes, comme visible figure 1B. Il est préférable que la pièce polaire 33 présente une forme apte à coopérer avec la forme du support 44 et de la bobine, par exemple une forme cylindrique de révolution, à section carrée, rectangulaire, hexagonale ou autre. L'entrefer 34 a alors des limites de forme correspondante, par exemple des bords carrés etc, les bords étant de préférence concentriques de sorte que le champ magnétique traverse sensiblement orthogonalement les spires de la bobine 43 d'induit.
La figure 1A montre que le circuit magnétique 30 comporte un noyau 31 magnétique permanent de révolution. L'axe N-S d'aimantation nord-sud du noyau est de préférence parallèle à l'axe de révolution. Un pôle S, par exemple le pôle sud, est accolé à une plaque de champ 32' en forme de rondelle et l'autre pôle N est accolé à une plaque de champ 32 en forme de disque. La plaque 32 est elle-même en contact avec une pièce polaire 33 cylindrique et concentrique avec le noyau 31.
Le circuit magnétique 30 peut être formé d'un corps 32,33 monobloc, ce qui évite les fuites magnétiques . On obtient finalement comme visible figure 1B un entrefer 34 concentrique dans lequel est présent un champ magnétique radial, ou plus généralement transversal à l'axe de l'alésage. Un avantage d'une telle structure de circuit magnétique est que l'entrefer 34 peut avoir une largeur e très faible et présenter une induction magnétique élevée et régulière. En outre, l'entrefer 34 a, de préférence, une hauteur h axiale faible de sorte que le volume d'entrefer 34 réduit présente une induction magnétique intense. Un avantage d'une telle disposition est l'efficacité électromagnétique élevée du transducteur. Un autre avantage est que le circuit magnétique 30 a alors un encombrement réduit.
Dans ce cas, la bobine d'induit 43 a de préférence une hauteur H de spires élevée de sorte que le nombre de spires présentes dans l'entrefer est invariant quelle que soit la position en translation de l'ensemble mobile. Ainsi, la force électromotrice qui s'exerce sur la bobine 43 et sur l'équipage mobile 40 est sensiblement constante, c'est-à-dire ne dépend pas de la position de l'équipage. En effet, la force électromotrice dépend simplement de la longueur de fil présente dans l'entrefer , de l'intensité du courant électrique dans le fil et, d'autre part, de l'induction du circuit magnétique statique. De préférence donc, l'entrefer 34 a une hauteur h axiale inférieure à la hauteur H de la bobine 43.
Inversement, on peut prévoir que l'entrefer a une hauteur axiale importante et que la bobine d'induit a une hauteur de spire réduite, de sorte que toutes les spires de la bobines sont présentes dans l'entrefer quelle que soit la position de l'ensemble mobile. L'efficacité électromagnétique est encore élevée et la force électromotrice est également constante puisque la longueur de fil présente dans l'entrefer ne varie pas. De façon générale donc, il est prévu que la bobine d'induit et l'entrefer ont une différence de hauteurs axiales supérieure à la course C axiale de l'ensemble mobile.
Dans le cas où l'entrefer a une hauteur h inférieure à la hauteur H de la bobine, la formulation mathématique est la suivante : H - h > C
Dans le cas où l'entrefer a une hauteur h supérieure à la hauteur H de la bobine, la formulation est la suivante : h - H > C En prenant soin de donner à l'ensemble mobile 40 une longueur de course C inférieure à la différence de hauteurs de bobine et d'entrefer, on peut faire en sorte que la force appliquée sur l'ensemble mobile 40 soit constante, pourvu que le courant d'excitation traversant la bobine 43 ait une valeur fixe. En conséquence, la pression de refoulement du liquide est avantageusement constante. Un autre avantage est que le déplacement de l'ensemble mobile 40 et du piston 41 est alors sensiblement linéaire en fonction de la durée des impulsions d'excitation.
On note que la force électromotrice appliquée à l'ensemble mobile 40 est proportionnelle à l'intensité du courant électrique qui traverse les spires de bobine 43 d'induit.
Par conséquent, la différence des pressions P-p de liquide entre la chambre de refoulement 11 et la chambre d'admission 14 dépend directement de l'intensité des signaux électriques de commande. Selon l'invention, il est ainsi prévu "un procédé de commande de dispositif selon 1 ' invention dans lequel il est prévu un contrôle d'intensité des signaux électriques afin de contrôler la pression de circulation du liquide.
Le contrôle de pression de liquide obtenu par un tel procédé est particulièrement avantageux dans une application du dispositif à l'injection automobile de carburant. L'alésage 13 prévu pour l'engagement du piston 41 tubulaire est de préférence pratiqué au centre de la pièce polaire 33 du circuit magnétique de transducteur 30. L'alésage est de préférence traversant et des paliers 12 et 12' de guidage et d'étanchéité du piston peuvent être disposés aux débouchés de l'alésage 13. Les paliers ou bagues de guidage sont de préférence au nombre de deux pour conserver 1 ' isostatisme en déplacement du piston 41. Notons encore que le piston 41 a de préférence une longueur L longitudinale nettement supérieure à la longueur 1 de l'alésage 13 de façon à pénétrer suffisamment dans chaque chambre 11, 14 et permettre une course de piston 41 suffisamment longue.
La réalisation du piston 41 est de préférence effectuée à partir d'un matériau léger et résistant à la pression, comme un métal non ferromagnétique, une matière plastique armée ou une matière composite ou synthétique.
La réalisation de l'ensemble mobile 40 est effectuée notamment en enroulant un fil électrique adéquat sur le support 44 cylindrique, en prévoyant éventuellement des enroulements internes " et externes sur le support 44.
Enfin, le support 44 de bobine 43 et le piston sont solidarisés par une pièce de liaison 45 réalisée de préférence par injection, moulage et compression de matière. De préférence, on donne à la pièce de liaison 45 une forme hydrodynamique comme visible sur les vues en profil et de dessus des figures 1A et 1B. La forme hydrodynamique limite avantageusement l'inertie et la viscosité s 'opposant aux mouvements de l'ensemble mobile 40. Il est notamment prévu selon l'invention que la quantité de matière liant les deux éléments, jointe à l'action de la pression permet de rétreindre le piston, c'est-à-dire de diminuer localement son diamètre pour former une fixation solide.
Comme visible sur la figure 1A, il est prévu de préférence que la chambre de refoulement 11 comporte un organe 21 de sortie servant de moyen de circulation forcée, tel qu'un clapet, une valve ou une soupape. La présence de l'organe 21 de sortie évite que le liquide chassé de la chambre 11 par le mouvement aller du piston 41 ne revienne dans la chambre lors du mouvement retour et bloque le clapet 22 lorsque la pression PQ de sortie du liquide est élevée. La présence de deux clapets 21 et 22 anti-retour permet ainsi d'atteindre une pression P de refoulement élevée.
De plus, l'organe de sortie 21 peut avantageusement être taré en pression afin de maintenir un niveau déterminé de pression en aval du dispositif. On peut prévoir ainsi que la chambre 11 de refoulement comporte une soupape 21 tarée en pression PQ • Une telle disposition permet par exemple que le liquide circulant en aval soit soumis à une pression P0 élevée.
De façon alternative, on peut prévoir que l'organe 21 de sortie est un ajutage permettant de vaporiser le liquide, notamment du carburant, si le circuit aval est dépressurisé, la seule différence de pression P régnant dans la chambre et de pression p0 régnant dans le circuit aval suffisant à pulvériser le liquide sous forme de vapeur ou d'aérosol.
D'autres moyens de vaporisation peuvent être prévus, tels qu'une pièce faisant fonction d'injecteur ou de gicleur, comme schématisé figure 5. De multiples dispositifs d'injection et de contrôle d'ajutage, en particulier permettant de faire évoluer la dynamique du jet de liquide en fonction de la pression, sont connus de l'homme de l'art et peuvent être mis en oeuvre sans sortir du cadre de la présente invention. Une particularité du dispositif selon l'invention est cependant de pouvoir fonctionner avec un seul clapet 22 si le différentiel de pressions Pn~Pi en sortie et en entrée est faible ou inexistant. De façon avantageuse, le dispositif selon l'invention est naturellement amorçable lorsque la pression de sortie est faible.
Des modes de réalisations de dispositif exhausteur selon 1 ' invention vont maintenant être décrits en précisant les compléments et variantes apportés au mode de réalisation simple de la figure 1.
On aura noté que dans le mode de réalisation le plus simple, le piston comporte juste une partie distale 23 pénétrant dans une chambre de refoulement et une autre partie aspirant le liquide, le piston traversant une paroi 17 de chambre de refoulement au niveau d'un alésage 12. La figure 2 montre un deuxième mode de réalisation désigné sous l'appellation de gaveur fermé poussant. Il comporte en effet une chambre de refoulement 11 et une chambre d'admission 14 adjacentes à chaque plaque de champ 32 et 32' du transducteur central 30. La bobine 43 d'induit est disposée côté admission donc de façon à pousser le piston 41. Les chambres 11 et 14 ont donc une paroi délimitée par le circuit 30 magnétique du corps 10 du dispositif et par un palier 12 d'étanchéité disposé dans l'alésage 13 axial du corps du dispositif.
La chambre d'admission 14, facultative dans le premier mode de réalisation, est cette fois délimitée par une crépine 26 pour filtrer d'éventuelles impuretés du liquide. Le piston 41 comporte alors deux parties distales pénétrant respectivement dans une chambre 11 de refoulement et une chambre 14 d'admission.
De plus, le gaveur fermé poussant de la figure 2 comporte des ressorts 50 et 51 accumulant de l'énergie lors du mouvement aller du piston. De tels moyens de rappel 50 et 51 restituent l'énergie accumulée pour provoquer le mouvement retour du piston. Dans ce cas, en position de repos, l'équipage mobile vient s'appuyer contre la butée 53. Il suffit alors d'appliquer une impulsion positive (c'est-à-dire ayant conventionnellement une polarité positive) pour que le piston 41 fasse un mouvement aller. La fin de l'impulsion provoque" le mouvement retour du piston. La butée 53 et le ressort 50 ou 51 permettent avantageusement de définir une origine pour contrôler les mouvements du piston.
Un autre avantage de la présence de moyens de rappel est de supprimer la nécessité d'une impulsion négative de retour du piston et de simplifier l'alimentation électrique du dispositif. Une telle disposition est particulièrement avantageuse dans les cas où l'on ne dispose pas d'alimentation électrique tripolaire (alimentations dites symétriques avec trois bornes : positive, neutre et négative) , ce qui est le cas sur une automobile.
De façon alternative, comme visible figure 3, on peut prévoir que les moyens de rappel 50 et 51 accumulent de l'énergie mécanique lors du mouvement retour du piston 41 (énergie qui serait dissipée inutilement en l'absence de moyens de rappel) et restituent l'énergie lors du mouvement aller. Ceci permet d'appliquer une force plus élevée au piston, donc d'accroître la pression de refoulement du liquide. Un avantage d'une telle disposition de moyens de rappel est de permettre de multiplier le niveau de la pression PQ de sortie que l'on peut obtenir avec une alimentation électrique de puissance limitée.
Un autre rôle des moyens de rappel est de limiter l'amplitude de déplacement du piston en fonction de la puissance de la commande électrique.
La force de rappel exercée par le ressort 50 augmente en effet linéairement avec le déplacement du piston. L'amplitude de déplacement du piston est alors limitée par la force électromagnétique appliquée, c'est-à-dire par la tension de commande appliquée à la bobine d'induit. En modifiant la valeur de la tension des impulsions de commande, on modifie donc le volume de liquide refoulé dans la chambre de refoulement à chaque impulsion. On réalise ainsi un dosage précis du volume de liquide mis en circulation à chaque impulsion.
On peut prévoir comme visible sur la figure 2 qu'un ressort 51 de rappel est de forme conique pour que la force de rappel varie exponentiellement . En variante, on peut envisager que les moyens de rappel sont formés par un ressort pneumatique de type ballon ou chambre gonflé par un gaz.
La figure 2 montre encore que la bobine 43 d'induit est alimentée par deux fils 52 et 52' flottants dans la chambre d'admission.
La figure 3 illustre un troisième mode de réalisation de dispositif selon l'invention désigné sous l'appellation de gaveur fermé tirant. A la différence du deuxième mode de réalisation, l'ensemble mobile 45 et la bobine 43 sont disposés du côté de la chambre 11 de refoulement de façon à tirer le piston 41.
La figure 4 illustre un quatrième mode de réalisation dans lequel des moyens de rappel 50,51 et 50 ',51' en opposition sont prévus.
A la différence des précédents modes de réalisation, un ressort 50' est disposé de façon symétrique au ressort de rappel 50 pour que le piston ait une position de repos intermédiaire entre les butées. Deux ressorts coniques 51 et 51' peuvent aussi prendre appui de façon symétrique" sur la pièce de liaison 45 de l'ensemble mobile.
Un avantage des moyens de rappel en opposition est que le piston a une position de repos centrale et peut être commandée indistinctement dans un sens aller ou dans un sens retour.
Un autre avantage de ce quatrième mode de réalisation est l'apparition d'un phénomène de résonnance. Les moyens de rappel ont en effet une fréquence de résonnance pour laquelle l'amplitude de déplacement du piston et le volume dosé seront maximaux. Cette disposition est intéressante pour obtenir un débit fixe.
La figure 5 illustre un cinquième mode de réalisation, concernant un gaveur fermé poussant, proche de celui de la figure 2, mais particulièrement destiné à l'injection automobile. Le gaveur comporte une chambre de refoulement 11 connectée à un système de vaporisation 15 permettant l'injection de carburant. Un tel système d'injection peut avoir des caractéristiques de pression et de circulation de liquide adaptées au régime de carburation du moteur. Il peut comporter une soupape 21 tarée en pression PQ . Le dispositif selon l'invention permet d'atteindre une pression P de refoulement de carburant liquide suffisante par rapport à cette pression minimum PQ. De plus, le procédé de commande du dispositif selon l'invention permet avantageusement de contrôler la pression P de refoulement et de maîtriser le débit, donc la consommation de carburant.
Notons en particulier que le calibrage précis des impulsions de commande permet de contrôler à la fois l'instant, le volume et la pression d'injection de carburant dans une zone de mélange et par suite dans une chambre de combustion d'un moteur.
Comme visible figure 5, pour résister à la pression, la chambre de refoulement 11 comporte des parois 15, 17 renforcées, qui peuvent en outre, constituer un palier de guidage du piston 41.
On peut voir sur la figure 5 que l'équipage mobile est tiré en butée 53 par deux ressorts de traction 50 et 51 prenant appui en des points diamétralement opposés de la pièce de liaison 45 de l'équipage mobile. Les deux ressorts 50 et 51 sont de préférence métalliques et sont connectés respectivement à deux fils 52' et 52 d'alimentation électrique et à deux extrémités de la bobine 43. On réalise ainsi une alimentation électrique avantageuse de la bobine d'induit mobile.
A la figure 6, on a représenté un sixième mode de réalisation désigné sous l'appellation de gaveur ouvert tirant. En effet, la chambre de refoulement 11 est cette fois disposée de façon non adjacente au transducteur 30 et l'équipage mobile 40 est disposé entre la chambre 11 et le transducteur 30. La bobine d'induit 43 de l'équipage mobile 40 est alors disposée extérieurement à toute chambre 11 ou 14. De façon avantageuse ainsi, le liquide peut ne pas être en contact avec la bobine électrique 43. A contrario, dans le cas où le dispositif est noyé dans le liquide d'un réservoir, l'équipage mobile est directement en contact avec le liquide. L'avantage dans ce cas est l'importance du refroidissement de la bobine. Notons au passage que dans les gaveurs fermés, la bobine est refroidie par le liquide en circulation. La figure 6 montre que deux paliers 12 et " 12 ' de guidage du piston sont insérés respectivement dans la paroi 17 de la chambre de refoulement 11 et dans l'alésage 13 auprès de l'ensemble mobile 40. La réalisation de gaveur ouvert peut être déclinée selon les diverses variantes de réalisation précédemment décrites et en particulier sous forme de gaveur ouvert poussant.
Notons que sur la figure 6 est représentée la variante de cadre magnétique 30 dans lequel l'aimant permanent est remplacé par un bobinage électrique 36 entourant la pièce polaire 33 centrale, la pièce 33 étant aménagée pour que le bobinage inducteur 36 et la bobine d'induit 43 n'entrent pas en contact. Un tel bobinage inducteur peut être prévu en variante sur tous les modes de réalisation. Le bobinage inducteur du circuit magnétique 30 peut être disposé autour de la pièce polaire 33 ou à un autre niveau du circuit magnétique 30, notamment à la place des aimants 31 du noyau magnétique.
Le bobinage 36 a un rôle d'excitation électromotrice sur la bobine mobile 43. Le bobinage inducteur 36 peut notamment être alimenté par un courant électrique continu pour obtenir une excitation statique.
L'avantage essentiel du remplacement de l'aimant par un bobinage inducteur 36 est la réduction importante de 1 ' encombrement et du poids du transducteur 30, comme le montre la figure 6.
Un autre avantage du bobinage inducteur 36 est qu'il permet une modulation supplémentaire de la commande électrique du dispositif. Enfin, la figure 7 illustre un septième mode de réalisation particulièrement original désigné sous l'appellation de gaveur ouvert symétrique. Ce dispositif de la figure 7 comporte deux chambres 11 et 11' de refoulement dans lesquelles pénètrent respectivement les deux extrémités 23 et 23' du piston tubulaire 41. Comme le liquide est refoulé d'une part à l'extrémité 23 et à l'extrémité 23' selon la phase d'aller ou de retour du piston, l'admission du liquide est rendue possible par le percement d'ouvertures 25 dans la paroi tubulaire 24 du piston 41. La ou les ouvertures 25 sont de préférence prévues dans une partie centrale et mettent en communication le creux 24 du piston tubulaire avec une zone d'admission 14 ou une éventuelle chambre d'admission de liquide. Les ouvertures 25 ont avantageusement une forme de sifflet s ' étendant longitudinalement au piston 41. De préférence, l'équipage mobile 40 est disposé en dehors des chambres de refoulement 11, il' et en dehors de la chambre (ou zone) d'admission 14 justifiant ainsi l'appellation de gaveur ouvert.
Le septième mode de réalisation de dispositif selon l'invention a l'avantage de permettre l'alimentation de deux circuits avals à partir d'un seul réservoir et surtout à l'aide d'un seul transducteur. En particulier, le dispositif de gaveur ouvert symétrique dose avantageusement des quantités égales de liquide dans chaque circuit aval. Ce mode de réalisation est particulièrement avantageux pour l'alimentation de chambres de moteur à combustion. En effet, l'encombrement des dispositifs d'exhaustion est réduit et chaque dispositif symétrique permet une alimentation équilibrée de deux cylindres.
La figure 10 illustre un premier exemple d'application de dispositif selon l'invention au pompage de carburant dans lequel le dispositif 100 est directement plongé dans un réservoir 200. L'admission se fait alors directement au niveau du réservoir. Les modes de réalisation illustrés aux figures 1, 2, 3, 4, 6 et 7, dans lesquelles la construction de la chambre d'admission 14 est esquissée (pour adapter une crépine 26) , conviennent particulièrement à ce premier exemple d ' application.
La pompe alimente un circuit de carburant sur lequel est intercalé un filtre 300 et une rampe d'injection. Sur la figure 10 on voit que la rampe alimente un injecteur qui peut être une électrovanne, pulvérisant le carburant dans une tubulure d'admission 400. Le mélange est donc effectué en amont de la soupape d'admission d'une chambre de combustion du moteur 1000.
Avec une telle mise en oeuvre, on peut moduler électroniquement le débit et la pression de carburant qui seront avantageusement adaptés aux besoins de l'injection. Un calculateur électronique est avantageusement prévu pour adapter la commande aux besoins.
Un autre avantage essentiel d'une telle mise en oeuvre est la suppression des circuits classiques de retour de trop plein de carburant, nécessaires avec les pompes classiques à débit fixe. On notera, de plus, que la rampe d'injection peut être réalisée de façon très simple, puisqu'on supprime le régulateur de pression qui sert à évacuer' le trop plein de liquide.
La figure 11 illustre un second exemple d'application de dispositif selon l'invention dans lequel le dispositif 500 est directement monté sur la chambre de combustion du cylindre de moteur 1000 pour obtenir une injection directe. Le circuit d'alimentation en amont du dispositif 500, peut être un circuit classique de pompage ou, alternativement, le circuit d'alimentation 100, 200, 300 de la figure 10. On peut même prévoir que le dispositif exhausteur 500 prélève directement le carburant dans le réservoir par 1 ' intermédiaire d'une sonde. Les modes de réalisation de dispositif injecteur illustrés aux figures 2, 3, 6, 7 et en particulier celui de la figure 5, conviennent bien à ce second exemple d'application.
Avec une telle mise en oeuvre du dispositif en tant qu' injecteur , on peut avantageusement moduler la pression, le volume élémentaire et les lois temporelles d'injection (instant et durée d'injection, progressivité de la pression et du débit, stratification du mélange dans la chambre) .
Un avantage d'une telle mise en oeuvre est la simplification du circuit de carburation.
L'avantage essentiel de ce second exemple d'application est la possibilité de monter le dispositif au plus près des cylindres de moteur 1000 et de faire de l'injection directe. Cette possibilité avantageuse de montage est permise par la taille réduite du dispositif selon l'invention comparée à la taille des pompes classiques.
Un avantage particulier est que le mouvement alternatif du piston de l'équipage mobile du dispositif permet de couper brusquement l'injection sans les phénomènes de goutte connus sur les injecteurs classiques.
Les applications du dispositif selon l'invention sont multiples. On peut par exemple appliquer le dispositif d'exhaustion au pompage d'huile de lubrification, au pompage de liquide de refroidissement, comme au pompage de liquide lave- glace. Outre les applications automobiles, le dispositif et le procédé de commande selon l'invention peuvent être mis en oeuvre dans des applications domestiques, alimentaires ou médicales. Par exemple, le dispositif convient à l'injection de combustible liquide dans une chaudière. Le dispositif peut également être utilisé comme surpresseur en ligne sur une conduite d'eau domestique. Le dispositif peut encore servir avantageusement de pompe d ' exhaure et de vaporisation d'un percolateur ou d'un appareil ménager similaire. De préférence, pour une application alimentaire ou médicale, pour dissocier la circulation du liquide de la partie motrice, on choisira une variante de réalisation avec des membranes 54 et 54', telles qu'illustrées sur la figure 6.
On notera que les avantages de miniaturisation, d'efficacité en pression élevée et de souplesse de commande conviennent particulièrement à de telles applications . La présente invention se rapporte également à un procédé de fabrication d'un transducteur électrodynamique, notamment fluidique ou acoustique, tel que décrit ci-dessus et comprenant un équipage mobile 40 de faible inertie. Selon un premier exemple d'application" du procédé selon l'invention, l'équipage mobile objet de l'invention et représenté sur les figures 12 à 25 se rapporte à un transducteur électrodynamique entrant dans la constitution d'un système de pompage de liquide permettant de mettre en circulation ce dernier à une pression ou à un niveau plus élevé, comme par exemple remplir les fonctions de pompes de réservoirs de carburants, de gaveurs surpresseurs en ligne de l'alimentation aux injecteurs, ou même directement d ' injecteurs-pompes volu iques de moteurs automobiles.
L'équipage mobile 40 est constitué d'au moins deux pièces fonctionnelles solidaires l'une de l'autre, et dont une première pièce est une bobine électrique 43 destinée à se déplacer, comme expliqué précédemment, par l'effet conjugué d'un courant électrique sur un champ magnétique, et à laquelle est assujettie au moins une seconde pièce coaxiale, en l'occurrence un piston tubulaire 41, creux dans le présent exemple de réalisation, à commander en déplacement rectiligne alternatif.
Comme le montre bien la figure 13, l'assemblage des pièces fonctionnelles 41 et 43 s'effectue par l'intermédiaire d'un élément de liaison commun 45 obtenu par injection d'une matière synthétique et constituant une troisième pièce fonctionnelle, pour l'obtention d'un assemblage combinatoire transfonctionnel. Cette liaison pourra être également obtenue par moulage ou par thermoformage.
Selon le premier exemple de réalisation et comme visible sur les figures 12 et 13, le piston
41 est réalisé à partir d'un tube en aluminium ou en acier, rigoureusement positionné de manière coaxiale par rapport à la bobine 43, afin d'assurer le guidage ainsi que le centrage rigoureux de celle-ci dans l'entrefer du moteur où elle sera disposée. Les liaisons complètes entre la bobine 43 et le piston 41 doivent transmettre de façon rigide les vibrations et les efforts créés par les actions électrodynamiques bobine-moteur.
Selon une représentation schématique, la pièce de liaison 45 est composée d'une couronne cylindrique 49 de section de préférence hydrodynamique, reliée à une autre couronne 48 par plusieurs branches ou rayons 46, en l'occurrence au nombre de quatre, mais ce nombre n'étant pas limitatif . Lors de la mise en oeuvre du procédé de fabrication qui sera décrit ci-après, le support 44 de la bobine 43 et le piston 41 sont emprisonnés respectivement par les couronnes 49 et 48.
Une déformation du piston 41 qui se rétreint sous l'action de la pression d'injection, permet d'obtenir une liaison complète, dans le cas des matériaux à faible résistance mécanique tels que l'aluminium ou le plastique.
Dans une utilisation dans des types de pompes à faibles caractéristiques mécaniques et hydrauliques à faible pression, la précision du débit ou de la pression est moins importante.
L'élément de liaison 45 constituant la troisième pièce fonctionnelle est réalisé par injection d'une matière thermoplastique ou thermodurcissable, dans une empreinte 106 d'un moule 107 formé globalement d'une partie fixe 107c et de deux tiroirs 107a, 107b mobiles, la partie fixe 107c et les tiroirs 107a et 107b définissant entre eux un plan de joint 108 de part et d'autre duquel sont réalisées des demi-empreintes 106a, 106b.
De cette empreinte est issu d'une part le support 44 de la bobine électrique 43 constituant la première pièce à assembler, et d'autre part l'élément coaxial 41 à commander, c'est-à-dire le piston, constituant la seconde pièce à assembler.
Le positionnement relatif du support 44 de bobine 43 constituant la première pièce, par rapport à l'élément coaxial 41 constituant la seconde pièce, s'effectue par l'intermédiaire d'un noyau cylindrique mobile 109 constituant une partie axiale d'injection du moule 107, dont des parties d'extrémité contribuent à former l'empreinte 106, et sur la surface latérale périphérique 109a duquel noyau 109 est disposé ledit support 44 de bobine 43 dont la longueur L est supérieure à celle L' du noyau 109, de manière qu'après être mis en butée contre un épaulement arrière 110 de celui-ci, il débouche librement dans l'empreinte 106 dans laquelle est disposé, également préalablement au moulage, l'élément coaxial 41 constituant la seconde pièce à solidariser de la première. Le positionnement relatif du piston 41 constituant la seconde pièce par rapport d'une part à l'élément de liaison 45, constituant la troisième pièce, et par rapport d'autre part à la bobine 43, est obtenu par l'intermédiaire d'un canal coaxial 111 traversant axialement le noyau 109 constituant la partie d'éjection du moule 107 et/ou une partie d'injection fixe 107c du moule 107, pour déboucher ou traverser l'empreinte 106 perpendiculairement à son plan, préalablement au moulage de l'élément de liaison 45.
Le support 44 de bobine 43 est constitué par un manchon de diamètre correspondant au noyau 109 formant la partie d'éjection du moule et il est rapporté sur celui-ci préalablement au moulage de l'élément de liaison 45 et avant la fermeture des deux tiroirs perpendiculaires 107a, 107b constituant les parties mobiles du moule 107. La bobine électrique 43 est positionnée sur son support 44 à l'extrémité opposée à celle débouchant dans l'empreinte 106.
Le moule étant ensuite refermé par déplacement des tiroirs 107a, 107b et du noyau 109, vers la partie fixe 107c dudit moule, l'injection de matière s'effectue de manière axiale en un ou plusieurs points par l'intermédiaire de canaux d'injection 112.
Bien entendu et comme le montre la figure 16, l'injection de matière dans le moule peut également s'effectuer de manière radiale en un ou plusieurs points par l'intermédiaire de canaux d'injection 113.
Cette même figure 16 montre un moule différent des précédents en ce qu'il est constitué par deux parties hémicylindriques 107A, 107B aptes à se déplacer à la manière de tiroirs dans une direction perpendiculaire à l'axe longitudinal de l'ensemble et dans lesquels sont réalisés les canaux d'injection 113. Egalement deux noyaux mobiles 109A, 109B susceptibles de se déplacer axialement permettent le positionnement relatif des deux éléments à assembler et participent à la forme intérieure de l'empreinte 106 tout en étant maintenus par les éléments 107A, 107B du moule, -qui participent à la forme extérieure de l'empreinte 106.
Quel que soit le cas de figure retenu, le procédé de fabrication s'effectue selon les étapes suivantes : étape I : introduction du tube dans les noyaux mobiles 109 ou 109A, 109B,
- étape II : introduction du support 44 de bobine 43 sur le noyau mobile 109 ou 109A,
- étape III : fermeture du moule 107 formé des parties 107a, 107b, 107c, ou par les parties 107A, 107B, étape IV : introduction de la matière synthétique et action de moulage,
- étape V : ouverture du moule 107,
- étape VI : éjection de l'équipage mobile 40 formé par le tube 41, la bobine 43 et l'élément de liaison 45, et éventuellement du noyau mobile dans les cas nécessitant une conformation de l'équipage mobile.
Selon une variante de réalisation représentée sur la figure 15, les deux tiroirs mobiles 107a, 107b du moule 107 comportent un épaulement périphérique 114 s ' étendant axialement jusqu'à la bobine 43, préalablement disposée sur son support
44, de manière à renforcer celui-ci par extension axiale de l'élément de liaison 45, lors du moulage.
Selon une variante de réalisation non représentée, les deux tiroirs mobiles 107a, 107b du moule 107 comportent un double épaulement périphérique 115 et 116 dont l'un 115 situé du côté de l'empreinte 106 permet une extension axiale de l'élément de liaison 45 qui y est formée et dont l'autre 116 d'un diamètre plus petit, est destiné au logement de la bobine 43 à distance du noyau 109 du moule, préalablement à l'opération de moulage de manière à réaliser un support de bobine 44A obtenu par moulage avec l'élément de liaison 45 au cours d'une même opération.
Selon un perfectionnement de ce dernier mode de réalisation illustré sur les figures 18 et 19, les deux tiroirs mobiles du moule comportent une pluralité d'évidements axiaux réalisés en alternance autour de la bobine, de manière à obtenir des ajours 117 selon une séquence angulaire prédéterminée, pour permettre le refroidissement de ladite bobine 43. Selon un perfectionnement de 1 ' invention représenté sur les figures 20 à 25, la solidarisation de l'élément de liaison 45 avec le piston 41 est renforcée par la réalisation d'une déformation 118 de la paroi de celui-ci, vers l'intérieur ou vers l'extérieur, dans la zone traversant l'élément de liaison 45, celui-ci étant constitué par une roue comportant une pluralité de rayons 46 conformant des ouvertures 130 destinées au passage d'un fluide et contribuant au maintien en position des éléments entre eux.
Selon différentes variantes de réalisation de cette caractéristique : la figure 20 montre une déformation 118A obtenue par rétreint lors de l'injection, - la figure 21 montre une déformation 118B obtenue par restriction mécanique, la figure 22 montre une déformation 118C obtenue par augmentation du diamètre du tube par des moyens mécaniques, la figure 23 montre une déformation 118D obtenue par moletage du tube 41,
- la figure 24 montre une déformation 118E effectuée par usinage d'une gorge ou d'une collerette, la figure 25 montre une déformation 118F réalisée par perçage d'un ou plusieurs trous perpendiculaires à l'axe du tube 41.
En fait et de manière générale les fonctions de la pièce de liaison sont obtenues par un choix judicieux de la matière synthétique et de l'optimisation des formes de l'empreinte.
C'est ainsi qu'on peut établir les fonctions suivantes : - fonction mécanique : liaison complète de deux pièces.
- fonction cinétique : transfert de mouvement vibratoire rigide. fonction dynamique : transfert des forces sans inertie pour une réponse rapide de l'équipage mobile.
- fonction hydraulique : moindre résistance aux écoulements par rapport aux fluides en présence.
- fonction chimique : inertie par rapport au produit transporté. fonction thermique : résistance à l'aliénation de températures dues au courant électrique et à la température même des fluides à véhiculer. - fonction acoustique : permet de réaliser des formes utiles aux fonctions acoustiques.
- fonction électrique : permet la liaison entre la connectique ou des moyens d'apport en électricité. Ces deux dernières fonctions permettent précisément l'extension de l'invention à un second exemple d'application qui est la réalisation d'un haut-parleur . C'est ainsi que, comme illustré sur les figures 26 et 27, l'élément constituant la seconde pièce étant une membrane de haut-parleur 120, son positionnement relatif par rapport à la bobine 43 s'effectue par rapport à l'élément de liaison 45A qui est obtenu par moulage par injection dans une empreinte 106A de forme annulaire, dans laquelle débouchent, selon des orientations différentes, une extrémité du support 44 de bobine 43 et une extrémité de ladite membrane du haut-parleur 120. Un autre avantage de 1 ' invention se rattachant à ce second mode d'application, visible sur la figure 26, réside dans le fait que des moyens de connexion électriques 121 en liaison avec la bobine 43, sont solidarisés avec l'équipage mobile du haut-parleur, au niveau de l'élément de liaison 45, au cours d'une même opération de moulage. La liaison de la connexion 121 avec la bobine 43 s'effectue par l'intermédiaire d'un fil électrique 122. Selon un autre perfectionnement (figure 27) rattaché à cette seconde application de l'invention, un dôme 123 coiffant l'espace annulaire 124 défini par l'élément de liaison 106A est obtenu par moulage avec ce dernier au cours d'une même opération de moulage.
Bien entendu, la membrane 120 pourra être en forme de cône, de disque, etc.
Egalement, toutes les variantes de réalisation décrites précédemment pour l'application à une pompe peut s'appliquer, concernant l'équipage mobile, à un haut-parleur auquel on pourra également prévoir de rajouter d'autres éléments comme par exemple le "speeder" pour l'obtention d'un transducteur électrodynamique acoustique complet.
En fait, selon l'exemple des figures 26 et 27, les parties de moule fixes ou mobiles diffèrent essentiellement des précédentes du cas d'application à la pompe en ce que leur extrémité en regard les unes des autres définissant l'empreinte 106A sont telles à définir une section triangulaire. Bien entendu, cette section pourrait être de toute autre forme. La présente invention pourra également s'appliquer dans le cas d'injection d'une membrane de haut-parleur s 'effectuant en même temps que la section triangulaire de liaison.
Egalement l'invention trouve un intérêt particulier dans les haut-parleurs haut de gamme dans lesquels la liaison en matière synthétique pourra être supprimée par fusion, pour procéder au remplacement de l'un ou l'autre des éléments : bobine ou membrane. On peut aussi imaginer un clipsage entre la bobine et la membrane de haut-parleur, réalisant une liaison complète démontable, pour permettre l'interchangeabilité des éléments de haut-parleur.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif exhausteur à débit et pression de liquide comportant des moyens (21, 22) de circulation forcée du liquide formés par un transducteur électrodynamique comprenant un équipage mobile en translation (40) constitué par un piston (41) s'engageant dans un alésage axial (13) d'un corps fixe (10), ce dernier comportant un circuit magnétique (30) à entrefer réduit (34) et l'équipage mobile comportant notamment une bobine électrique (43) assujettie à au moins une seconde pièce (41) à commander en déplacement rectiligne alternatif et s'engageant dans l'entrefer de manière à mettre l'équipage en mouvement de translation alternatif, caractérisé en ce que l'équipage mobile (40) comporte une pièce de liaison (45) de forme hydrodynamique solidarisant la seconde pièce (41) et la bobine (43).
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde pièce de l'équipage mobile est un piston colonne plein.
3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la seconde pièce de l'équipage mobile est un piston (41) tubulaire creux.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le piston (41) tubulaire comporte un capillaire ayant une lumière (24) de section constante.
5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le piston (41) traverse l'alésage axial (13), le piston ayant une longueur (L) supérieure à la longueur (1) de l'alésage.
6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le circuit (30) magnétique s'étend transversalement à l'alésage (13) axial et en ce que l'entrefer (34) a une hauteur (h) axiale inférieure à la hauteur (H) de la bobine (43) cylindrique.
7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la bobine (43) et l'entrefer (34) ont une différence de hauteurs (H- h,h-H) axiales supérieure à la course (C) axiale de l'ensemble (40) mobile, afin d'exercer une force électromotrice constante.
8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le circuit (30) magnétique comporte une pièce polaire (33) centrale et un entrefer (34) concentrique à champ magnétique transversal.
9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le circuit (30) magnétique comporte un noyau (31) magnétique d'axe (N-S) d'aimantation parallèle à l'alésage (13).
10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le circuit (30) magnétique comporte un bobinage (36) électrique d'excitation statique.
11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que l'équipage (40) mobile comporte une pièce (45) de liaison réalisée par injection, moulage et compression de matière.
12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que la pièce (45) de liaison rétreint le piston (41).
13. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le piston (41) est en matériau léger, notamment en métal non- ferromagnétique ou en matière plastique armée ou en matière composite ou en matière synthétique.
14. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'un clapet (22) est disposé à une extrémité (23) du piston tubulaire, l'extrémité formant siège du clapet.
15. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens
(20,24,25) de circulation rectiligne du liquide.
16. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce qu'un mouvement de l'équipage mobile dans un sens met une colonne de liquide en translation dans le même sens, sensiblement sans turbulence du liquide, et en ce qu'un mouvement de l'équipage mobile dans un sens opposé laisse la colonne de liquide sensiblement sans mouvement.
17. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisé en ce que le piston (41) comporte au moins une partie (23) distale pénétrant dans une chambre (11) de refoulement et une autre partie admettant le liquide, le piston traversant une paroi (17) de chambre de refoulement au niveau d'un alésage (12) .
18. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 17, caractérisé en ce que le piston (41) comporte deux parties (23,47) distales pénétrant respectivement dans une chambre (11) de refoulement et une chambre (14) d'admission.
19. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 18, caractérisé en ce que le piston (41) comporte deux parties (23,23') distales pénétrant respectivement dans deux chambres (11,11') de refoulement, et une partie (25) centrale dotée d'ouvertures d'admission du liquide.
20. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 19, caractérisé en ce que la bobine (43) électrique est disposée extérieurement à toute chambre (11, 11' , 14) .
21. Dispositif selon l'une des revendications l à 20, caractérisé en ce qu'une chambre (11) a une paroi (17) délimitée par le circuit (30) magnétique du corps (10) du dispositif.
22. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 21, caractérisé en ce qu'un alésage (13) comporte au moins un palier (12,12') d'étanchéité dynamique et de guidage du piston (41) .
23. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 22, caractérisé en ce qu'une chambre (11) de refoulement a un volume propre supérieur au volume de la chambre occupable par le piston (41) .
24. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 23, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (11,21,22) d'auto-amorçage.
25. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 24, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de vaporisation (27) de liquide.
26. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 25, caractérisé en ce qu'une chambre (11) de refoulement comporte un organe (21) de sortie taré en pression.
27. Procédé de fabrication d'un équipage mobile de faible inertie rentrant dans la constitution d'un transducteur électrodynamique, notamment fluidique ou acoustique, et constitué d'au moins deux pièces fonctionnelles solidaires l'une - de l'autre et dont une première est une bobine électrique (43) destinée à se déplacer par l'effet conjugué d'un courant électrique sur un champ magnétique et à laquelle est assujettie au moins une seconde pièce coaxiale (41) à commander en déplacement rectiligne alternatif, caractérisé en ce que l'assemblage desdites pièces fonctionnelles s'effectue par l'intermédiaire d'un élément de liaison commun (4) réalisé à partir d'une matière synthétique et constituant une troisième pièce fonctionnelle d'assemblage en vue d'une seule opération permettant un assemblage combinatoire transfonctionnnel .
28. Procédé selon la revendication 27, caractérisé en ce que l'élément de liaison (45) constituant la troisième pièce fonctionnelle est réalisé par injection de matière dans une empreinte (106) d'un moule (107), par moulage ou par tout moyen de mise en oeuvre d'une matière synthétique, élément (45) duquel est issu d'une part un support (44) de la bobine électrique (43) constituant la première pièce, et d'autre part un élément coaxial (41) à commander consistant la seconde pièce.
29. Procédé selon la revendication 26 ou 27, caractérisé en ce que le positionnement relatif du support (44) de bobine (43) constituant la première pièce, par rapport à l'élément coaxial (41) constituant la seconde pièce, s'effectue par l'intermédiaire d'un noyau cylindrique mobile (109) constituant une partie axiale d'éjection du moule (107), dont des parties d'extrémité contribuent à former l'empreinte (106), et sur la surface latérale périphérique (109a) duquel noyau (109) est disposé ledit support (44) de bobine (43) dont la longueur L est supérieure à celle L' du noyau (109), de manière qu'après être mis en butée contre un épaulement arrière (110) de celui-ci, il débouche librement dans l'empreinte (106) dans laquelle est disposé, également préalablement au moulage, l'élément coaxial (41) constituant la seconde pièce à solidariser de la première.
30. Procédé selon la revendication 29, caractérisé en ce que la bobine électrique (43) est positionnée sur son support (44) à l'extrémité opposée à celle débouchant dans l'empreinte (106).
31. Procédé selon la revendication 29 ou 30, caractérisé en ce que le support (44) de bobine (43) étant constitué par un manchon, de diamètre correspondant au noyau (109) formant la partie d'éjection du moule, il est rapporté sur celui-ci, préalablement au moulage de l'élément de liaison (45) et avant la fermeture de deux tiroirs (107A, 107B) perpendiculaires constituant des parties mobiles du moule (107).
32. Procédé selon la revendication 31, caractérisé en ce que les deux tiroirs mobiles (107a, 107b) du moule (107) comportent un épaulement périphérique (114) s ' étendant axialement jusqu'à la bobine (43), préalablement disposée sur son support (44), de manière à renforcer celui-ci par extension axiale de l'élément de liaison (45).
33. Procédé selon la revendication 31, caractérisé en ce que les deux tiroirs mobiles
(107A, 107B) du moule (107) comportent un épaulement périphérique s 'étendant axialement jusqu'à la butée arrière (110) du noyau (109) de manière à envelopper à la fois la bobine (43) et son support (44) par extension axiale de l'élément de liaison.
34. Procédé selon la revendication 33, caractérisé en ce que les deux tiroirs mobiles du moule comportent une pluralité d'évidements axiaux réalisés en alternance autour de la bobine (43), de manière à obtenir des ajours (117) selon une séquence angulaire prédéterminée, pour permettre le refroidissement de ladite bobine (43).
35. Procédé selon l'une des revendications 29 à
34, caractérisé en ce que les deux tiroirs mobiles (107a, 107b) du moule (107) comportent un double épaulement périphérique (115, 116) dont l'un (115) situé du côté de l'empreinte (106) permet une extension axiale de l'élément de liaison (45) qui y est formée et dont l'autre (116) d'un diamètre plus grand, est destiné au logement de la bobine (43) à distance du noyau (109) du moule, préalablement à l'opération de moulage de manière à réaliser un support de bobine (43A) obtenu par moulage avec l'élément de liaison (45) au cours d'une même opération.
36. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'injection de matière dans le moule (107) s'effectue de manière axiale en un ou plusieurs points par l'intermédiaire de canaux d'injection (112).
37. Procédé selon l'une des revendications 27 à
35, caractérisé en ce que l'injection de matière dans le moule s'effectue de manière radiale en un ou plusieurs points par l'intermédiaire de canaux d' injection (113) .
38. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément constituant la seconde pièce étant un piston (41) , son positionnement relatif par rapport à l'élément de liaison (45) , constituant la troisième pièce, et par rapport à la bobine (43), est obtenu par l'intermédiaire d'un canal coaxial (111) traversant axialement le noyau (109) constituant la partie d'éjection du moule (107), pour déboucher ou traverser l'empreinte (106) perpendiculairement à son plan, préalablement au moulage de l'élément de liaison (45) .
39. Procédé selon la revendication 38, caractérisé en ce que la solidarisation de l'élément de liaison (45) avec le piston (41) est renforcée par la réalisation d'une déformation (118) de la paroi de celui-ci, vers l'intérieur ou vers l'extérieur, dans la zone traversant l'élément de liaison (45) , celui-ci étant constitué par une roue comportant une pluralité de rayons (46) conformant des ouvertures (130) destinées au passage d'un fluide et contribuant au maintien en position des éléments entre eux.
40. Procédé selon l'une des revendications 27 à 39, caractérisé en ce qu'il est appliqué à la réalisation de l'équipage mobile d'une pompe.
41. Procédé selon l'une des revendications 27 à 37, caractérisé en ce que l'élément constituant la seconde pièce étant une membrane de haut-parleur (120), son positionnement relatif par rapport à la bobine (43) s'effectue par rapport à l'élément de liaison (45A) qui est obtenu par moulage par injection dans une empreinte (106A) de forme annulaire, dans laquelle débouchent, selon des orientations différentes, une extrémité du support (44) de bobine (43) et une extrémité de ladite membrane du haut-parleur (120).
42. Procédé selon la revendication 41, caractérisé en ce qu'un dôme (123) coiffant l'espace annulaire (124) défini par l'élément de liaison (106A) est obtenu par moulage avec ce dernier au cours d'une même opération de moulage.
43. Procédé selon l'une des revendications 41 ou 42, caractérisé en ce que des moyens de connexion électriques (121) en liaison avec la bobine (43), sont solidarisés avec l'équipage mobile du haut-parleur, au niveau de l'élément de liaison (45A) , au cours d'une même opération de moulage.
44. Equipage mobile de faible inertie rentrant dans la constitution d'un transducteur électrodynamique notamment fluidique ou acoustique obtenu selon le procédé des revendications 27 à 43, caractérisé en ce que, par un choix judicieux de la matière synthétique et de l'optimisation des formes de l'empreinte, il répond aux fonctions suivantes par assemblage combinatoire transfonctionnel :
- fonction mécanique : liaison complète de deux pièces. - fonction cinématique : transfert de mouvement vibratoire rigide.
- fonction dynamique : transfert des forces sans inertie pour une réponse rapide de l'équipage mobile. - fonction hydraulique : moindre résistance aux écoulements par rapport aux fluides en présence.
- fonction chimique : inertie par rapport au produit transporté. fonction thermique : résistance - à l'aliénation de températures dues au courant électrique et à la température même des fluides à véhiculer. - fonction acoustique : permet de réaliser des formes utiles aux fonctions acoustiques.
- fonction électrique : permet la liaison entre la connectique ou des moyens d'apport en électricité .
45. Dispositif tel que pompe, haut-parleur ou autres, mettant en oeuvre un transducteur électrodynamique, comportant un équipage mobile (40), caractérisé en ce qu'il est réalisé à partir de l'une quelconque des revendications 27 à 43.
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