WO2004088188A2 - Dispositif d'actionnement electromagnetique - Google Patents

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WO2004088188A2
WO2004088188A2 PCT/FR2004/000773 FR2004000773W WO2004088188A2 WO 2004088188 A2 WO2004088188 A2 WO 2004088188A2 FR 2004000773 W FR2004000773 W FR 2004000773W WO 2004088188 A2 WO2004088188 A2 WO 2004088188A2
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movable member
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coil
front face
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PCT/FR2004/000773
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Inventor
Marc Long
Original Assignee
Johnson Controls Technology Company
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L9/00—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically
    • F01L9/20—Valve-gear or valve arrangements actuated non-mechanically by electric means

Definitions

  • R ent device actuates electromagnetic
  • the present invention relates to an electromagnetic actuation device usable in particular for actuating a thermal engine valve.
  • Electromagnetic valve actuation devices which comprise at least one coil associated with a ferromagnetic core delimiting a housing in which a movable ferromagnetic member is mounted to slide along a central axis of the housing.
  • the movable member comprises a pallet integral with a pusher resting on the free end of the valve stem and the movable member is moved by the action of the coil between an open position of the valve and a position closing the valve.
  • the coil is positioned on the core to open on one side of the housing opposite one side of the pallet.
  • the coil generates a magnetic flux channeled by the core to close in the pallet passing through the aforementioned faces of the housing and the pallet (these faces are said to be active) so as to cause the attraction of the pallet towards the reel. .
  • the coil reduces the area of the portion of the active face of the housing through which the magnetic flux actually passes and the sum of the air gaps in the magnetic circuit thus produced is equal to twice the distance separating the active faces, ie at most twice the stroke of the movable member.
  • an electromagnetic actuation device has a relatively high reluctance and needs to be powered by a high intensity relativating current.
  • the formation of the coil on the core is difficult.
  • an object of the invention is to provide an electromagnetic actuator which is of simple construction and which generates a relatively high attractive force from a current of relatively low intensity.
  • an electromagnetic actuation device comprising at least one coil associated with a ferromagnetic core delimiting a housing in which a movable ferromagnetic member is mounted to slide along an axis central of the housing, the coil extending around at least part of the housing and being mounted between an outer sleeve and an inner sleeve of a support element made of ferromagnetic material, the coil being in axial projection relative to the inner sleeve, and the movable member having at least one lateral face facing an internal face of the inner sleeve and at least one front face facing an active face of the ferromagnetic core.
  • the coil is then released from the active face of the housing located opposite the front face of the movable member.
  • the entire front face of the movable member is therefore active, which makes it possible to limit the weight of the movable member and therefore its inertia.
  • the sum of the air gaps existing in the magnetic circuit thus produced is equal to the sum of the distance between the front face of the movable member and the active face of the corresponding housing (i.e. at most once the travel of the movable member) and the distance between the lateral face of the movable member and the active inner face of the inner sleeve of the support member (that is to say the lateral clearance necessary to allow the sliding of the mobile organ, this game being generally very low) .
  • the electromagnetic actuation device according to the invention has a relatively low reluctance. For a given current of intensity, it is therefore possible to produce with the electromagnetic actuation device of the invention, a force of attraction greater than that produced by electromagnetic actuation devices of known types.
  • this structure is relatively closed, which makes it possible to limit the leakage flows. This at least partially solves the problem of magnetic protection of the components surrounding the operating device of the invention when the latter is installed for example on a vehicle.
  • the coil is also easy to handle and to put in place in the core.
  • the outer sleeve has at least one lateral flat.
  • the core can have a corresponding shape so that the device has a general shape in parallelepiped. This makes it possible to have two actuating devices side by side with a small spacing of the movable members. This characteristic is particularly advantageous when the space available for the installation of these actuating devices is limited, as in a cylinder head for actuating valves.
  • the flat is arranged so as to release a lateral opening for access to the coil.
  • the front face of 'the mobile member has a concave frustoconical shape and the corresponding face of the housing comprises at least one convex frustoconical portion.
  • the real air gap between the front face of the movable member and the active face of the housing, this air gap being measured perpendicular to its surfaces, is less than the travel of the movable member which is measured parallel to the axis. central housing.
  • the face of the housing corresponding to the front face of the movable member comprises at least one annular portion adjacent to and recessed from the convex frustoconical portion and, preferably, two annular portions on each side of the frustoconical portion convex and set back from the latter.
  • FIG. 1 is a view in longitudinal section of an electromagnetic actuator in accordance with an embodiment of the invention, along the cutting axis I-I of FIG. 3,
  • FIG. 2 is a sectional view along line II-II of FIG. 1 of this electric actuator, along the cutting axis II-III of FIG. 3,
  • FIG. 3 is a top view of this electromagnetic actuation device,
  • Figure 4 is a view similar to Figure 1 of an alternative embodiment of the electromagnetic actuation device.
  • the electromagnetic actuation device of the invention comprises a core, generally designated at 1, which is made of ferromagnetic material and is divided into an upper part 2 and a lower part 3 mounted on a support element generally designated at 4.
  • the support element 4 made of ferromagnetic material, comprises two coaxial sleeves in one piece, namely an outer sleeve 5 connected to an inner sleeve 6 by a flange 7.
  • the outer sleeve 5 extends in axial projection from the inner sleeve 6.
  • the upper and lower parts 2 and 3 cover and surround the outer sleeve 5.
  • the coils 8 and 9 are arranged between the outer sleeve 5 and the inner sleeve 6 respectively above and below the flange 7.
  • the coils 8 and 9 are coaxial with the inner sleeve 6 and extend in axial projection thereof.
  • the coils 8, 9 are connected to means (not shown) for controlling and supplying electrical energy.
  • the support element 4 has flats 10 (visible in FIG. 3) produced on the outer sleeve 5 so as to provide an opening in the outer sleeve 5, which makes it possible to limit the size of the support element 4 according to a transverse direction thereof and allow the passage of the cables connecting the coils 8 and 9 to the means for supplying electrical energy.
  • the core 1 has an external parepelepiped shape with two opposite faces in the extension of the flats 10 and two other opposite faces spaced apart by a distance greater than that separating the flats 10 so that the core is a cross section sufficient to allow the magnetic flux to pass generated by the coils 8 and 9 as will be explained in more detail below.
  • the core 1 comprises a housing 11 formed by the inner sleeve 6 and two facing faces belonging respectively to the upper part 2 and the lower part 3 of the core 1.
  • the housing 11 has a central axis 14 corresponding to the central axis of the support element 4.
  • the housing 11 is thus surrounded by the coils 8 and 9 which are centered on the central axis 14.
  • the inner sleeve 6 has an internal surface forming a lateral surface 15 of the housing 11 and the facing faces belonging to the upper part 2 and the lower part 3 of the core 1 respectively form the upper end face 12 and the lower end face 13 of the housing 11.
  • the lateral surface 15 is cylindrical with a circular section.
  • the end faces 12 and 13 comprise a convex frustoconical portion having a half-angle at the apex of between approximately 40 ° and approximately 90 °, here 60 °.
  • the lateral surface 15 and the end faces 12 and 13 form the active faces of the core 1. It will be noted that the internal sleeve 6 is separated from the end faces 12 and 13 by magnetic intervals.
  • the housing 11 receives a movable member generally designated at 16 which is mounted to slide along the central axis 14 of the housing 11 between an upper position and a lower position.
  • the movable member 16 is made of a ferromagnetic material and has a lateral surface 17 of circular cylindrical shape on either side of which extend a front face upper 18 and a lower front face 19.
  • the lateral surface 17 is centered on the central axis 14 of the housing 11.
  • the lateral surface 17 of the movable member 16 has an external diameter slightly less than a diameter of the internal surface of the internal sleeve 6 (which is also the lateral surface 15 of the housing 11) to leave sufficient play to allow the sliding movement of the movable member 16.
  • the coils 8 and 9 have an internal contour having transverse dimensions greater than corresponding dimensions of an external contour of the movable member 16. In this case, the coils 8 and 9 have an inner diameter greater than the outer diameter of the lateral surface 17 of the movable member.
  • a push rod 20 extends from the lower front face 19 along the central axis 14 of the housing 11.
  • the push rod 20 is slidably received in a bore 21 opening on one side into the housing 11 and on the other side outside the core 1 and has a free end which projects from the core 1 to bear on the element to be actuated.
  • a guide rod 22 extends from the upper front face 18 of the movable member 16 along the central axis 14.
  • the guide rod 22 is slidably received in a bore 23 opening into the housing 11.
  • the actuation device In an application to the actuation of a heat engine valve, the actuation device is fixed to the cylinder head of the heat engine in a manner known per se so that the free end of the push rod 20 is supported on the free end on the • valve stem.
  • the upper position of the movable member 16 corresponds to the closed position of the valve and the lower position of the movable member 16 corresponds to the open position of the valve.
  • the coils of the electromagnetic actuation device “can be used to move the movable member 16, and therefore the valve, between the two aforementioned positions, or, in combination with elastic means ensuring most of the movement of the movable member 16 and of the valve between these two positions, to attract and maintain the movable member 16 in one or the other of these two positions.
  • the coils 8 and 9 of the electromagnetic actuation device are supplied successively to create a magnetic flux which circulates in the core 1, that is to say in the parts 2 or 3 as well as in the support element 4 to close in the movable member 16, which generates a force of attraction of the movable member 16 towards one or the other of these positions.
  • the magnetic flux generated by the upper coil 8 thus passes into the movable member 16, on the one hand, via the upper end face 12 of the housing 11 of the core 1 and the upper front face 18 of the movable member 16 and, on the other hand, via the lateral surface 15 of the housing 11 and the lateral surface 17 of the movable member 16.
  • the magnetic flux thus closes by passing through the movable member 16 which is then attracted towards the upper end face 12 of the housing 11.
  • the magnetic flux generated by the lower coil 9 thus passes into the movable member 16, on the one hand, via the lower end face 13 of the housing 11 of the core 1 and the lower front face 19 of the movable member 16 and, on the other hand, by the intermediary; of the lateral surface 15 of the housing 11 and the lateral surface 17 of the movable member 16.
  • the magnetic flux thus closes passing through the movable member 16 which is then attracted towards the lower end face 13 of the housing 11. It will be noted that the air gap between the active faces sides of the housing 11 and of the movable member 16 is weak and constant during the movement of the movable member 16.
  • the air gap between these faces is less than the amplitude of movement of the mobile member 16. This allows to have a sum of the air gaps which is relatively small. Obtaining active faces having relatively large areas associated with the smallness of the sum of the air gaps makes it possible to have a particularly low reluctance compared with known devices.
  • the electromagnetic actuation device is identical to that previously described except with regard to the guiding in translation of the movable member 16, as well as with regard to the end faces of the housing 11 and the front faces of the movable member 16 (only the references of these faces have been modified with respect to the references • references indicated in figures 1 to 3).
  • the guiding in translation of the movable member 16 is here provided directly by the lateral surface 15 so that it is no longer necessary to provide a guide rod.
  • the "upper front face 58 of the movable member 16 is of concave frustoconical shape with a half-angle at the top of 80 °.
  • the upper end face 52 of the housing 11 comprises a convex frustoconical portion 52.1 having a half-angle at the top of 80 °.
  • the convex frusto-conical portion 52.1 has a large base connected to a cylindrical annular portion 52.2 and a small base connected to a planar annular portion 52.3.
  • the annular portions 52.2 and 52.3 are set back from the convex frustoconical portion so that the air gap separating the annular portions 52.2 and 52.3 from the upper front face 58 is greater than that separating the convex frustoconical portion 52.1 from the upper front face 58. This makes it possible to concentrate the passage of the magnetic flux at the level of the convex frustoconical portion 52.1, thus tending to increase the attraction force.
  • the lower front face 59 of the movable member 16 is of concave frustoconical shape with a half-angle at the top of 40 °.
  • the lower end face 53 of the housing 11 comprises a tapered convex portion 53.1 having a half-angle at the top of 40 °.
  • the convex frustoconical portion 53.1 has a large base connected to a cylindrical annular portion 53.2 and a small base connected to a planar annular portion 53.3. This makes it possible to concentrate the passage of the magnetic flux at the level of the convex frustoconical portion 53.1, thus tending to increase the attraction force.
  • a thermal engine valve usually remains longer closed than open, and the effort required to move the valve to its open position is greater than that required to keep it in the closed position due to the back pressure exerted on the valve by the gases present in the cylinder when the valve is opened.
  • the front faces of the movable member and the end faces of the housing 11 can be planar or conical with angles different from those shown.
  • the core may have a shape different from that described and for example a cylindrical shape of closed circular section. This form is advantageous because there is little disturbing radiation with a closed structure.
  • the disturbing radiation although weak in the structure shown, is a little higher there than in a closed structure due to the presence of the openings created by the flats 10.
  • the coils and the movable member may have shapes different from those described and for example a rectangular shape.

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Abstract

Dispositif d'actionnement électromagnétique comprenant au moins une bobine (8, 9) associée à un noyau ferromagnétique (1) délimitant un logement (11) dans lequel un organe mobile (16) ferromagnétique est monté pour coulisser selon un axe central (14) du logement, la bobine étant centrée sur l'axe central du logement et a un contour interne ayant des dimensions transversales au moins égales à des dimensions correspondantes d'un contour externe de l'organe mobile, et l'organe mobile ayant une face latérale (17) et une face frontale (18, 19) en regard de faces actives (15, 12, 13) du noyau ferromagnétique.

Description

Dispositif dr actionne ent électromagnétique
La présente invention concerne un dispositif d' actionnement électromagnétique utilisable notamment pour actionner une soupape de moteur thermique.
ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION Il est connu des dispositifs d' actionnement électromagnétiques de soupape, qui comprennent au moins une bobine associée à un noyau ferromagnétique délimitant un logement dans lequel un organe mobile ferromagnétique est monté pour coulisser selon un axe central du logement. L'organe mobile comprend une palette solidaire d'un poussoir prenant appui sur l'extrémité libre de la queue de soupape et l'organe mobile est déplacé par l'action de la bobine entre une position d'ouverture de la soupape et une position de fermeture de la soupape.
Pour ce faire, dans les dispositifs connus, la bobine est positionnée sur le noyau pour déboucher sur une face du logement en regard d'une face de la palette.
Ainsi, la bobine engendre un flux magnétique canalisé par le noyau pour se refermer dans la palette en passant par les faces précitées du logement et de la palette (ces faces sont dites actives) de manière à provoquer l'attraction de la palette vers la bobine.
Cependant, du fait de sa position, la bobine diminue l'aire de la portion de la face active du logement par laquelle passe effectivement le flux magnétique et la somme des entrefers dans le circuit magnétique ainsi réa- lise est égale à deux fois la distance séparant les faces actives soit au maximum deux fois la course de l'organe mobile. Il en résulte qu'un tel dispositif d' actionnement électromagnétique présente une réluctance relativement élevée et nécessite d'être alimenté par un courant de re- lativemeήt forte intensité. Par ailleurs, dans les dispositifs connus, la formation de la bobine sur le noyau s'avère délicate.
OBJET DE L'INVENTION Un but de l'invention est de fournir un action- neur électromagnétique qui soit de construction simple et qui engendre une force d'attraction relativement élevée à partir d'un courant de relativement faible intensité. BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION A cet effet, on prévoit, selon l'invention, un dispositif d' actionnement électromagnétique comprenant au moins une bobine associée à un noyau ferromagnétique délimitant un logement dans lequel un organe mobile ferromagnétique est monté pour coulisser selon un axe central du logement, la bobine s 'étendant autour d'au moins une partie du logement et étant montée entre un manchon extérieur et un manchon intérieur d'un élément support en matériau ferromagnétique, la bobine étant en saillie axiale par rapport au manchon intérieur, et l'organe mobile ayant au moins une face latérale en regard d'une face in- terne du manchon intérieur et au moins une face frontale en regard d'une face active du noyau ferromagnétique.
La bobine est alors dégagée de la face active du logement se trouvant en regard de la face frontale de l'organe mobile. La totalité de la face frontale de 1 'or- gane mobile est de ce fait active, ce qui permet de limiter le poids de l'organe mobile et donc son inertie. La somme des entrefers existant dans le circuit magnétique ainsi réalisé est égale à la somme de la distance entre la face frontale de l'organe mobile et la face active du logement correspondante (c'est-à-dire au maximum une fois la course de l'organe mobile) et de la distance entre la face latérale de l'organe mobile et la face interne active du manchon intérieur de l'organe support (c'est-à- dire le jeu latéral nécessaire pour permettre le coulis- sèment de l'organe mobile, ce jeu étant généralement très faible) . De la sorte, en conservant des faces actives ayant des aires relativement importantes et en ayant des entrefers relativement faibles, le dispositif d' actionnement électromagnétique conforme à l'invention présente une réluctance relativement faible. Pour un courant d^intensité donné, il est donc possible de produire avec le dispositif d' actionnement électromagnétique de l'invention, une force d'attraction supérieure à celle produite par les dispositifs d' actionnement électromagné- tiques de types connus. En outre, cette structure est relativement fermée, -ce qui permet de limiter les flux de fuite. Ceci résout au moins en partie le problème de la protection magnétique des composants environnant le dispositif d' ctionnement de l'invention lorsque celui-ci est implanté par exemple sur un véhicule. La bobine est en outre facile à manipuler et à mettre en place dans le noyau.
De préférence, le manchon extérieur comporte au moins un méplat latéral . Ainsi, le noyau peut avoir une forme correspondante de manière que le dispositif ait une forme générale en parallélépipède. Ceci permet de disposer deux dispositifs d' actionnement côte à côte avec un faible espacement des organes mobiles. Cette caractéristique est particu- lièrement intéressante lorsque la place disponible pour l'implantation de ces dispositifs d' actionnement est restreinte, comme dans une culasse pour actionner des soupapes .
Avantageusement alors, le méplat est agencé de manière à dégager une ouverture latérale d'accès à la bobine.
Il est alors possible de faire passer par cette ouverture les câbles d'alimentation de la bobine. Ceci facilite encore le montage des bobines. De préférence encore, la face frontale de 'l'organe mobile a une forme tronconique concave et la face correspondante du logement comprend au moins une portion tronconique convexe .
Ainsi, il est possible d'avoir une face latérale de l'organe mobile qui a une grande surface (ce qui permet de^.-diminuer 1 ' influence de 1 ' entrefer au niveau de cette face) tout en conservant un organe mobile de poids raisonnable. De plus, l'entrefer réel entre la face frontale de l'organe mobile et la face active du logement, cet entrefer étant mesuré perpendiculairement à ses surfaces, est inférieur à la course de l'organe mobile qui est mesurée parallèlement à l'axe central du logement.
Avantageusement, la face du logement correspondant à la face frontale de l'organe mobile comprend au moins une portion annulaire adjacente à la portion tronconique convexe et en retrait de celle-ci et, de préférence, deux portions annulaires de chaque côté de la portion tronconique convexe et en retrait de cette dernière. Ceci permet de provoquer une concentration du flux magnétique qui tend à augmenter l'effort d'attraction exercé par la bobine sur l'organe mobile. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation particuliers non limitatifs de l'invention.
Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels :
- la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un actionneur électromagnétique conforme à un mode de réalisation de l'invention, suivant l'axe de coupe I-I de la figure 3 ,
- la figure 2 est une vue en coupe selon la ligne II-II de la figure 1 de cet actionneur électrique, selon l'axe de coupe II-ïI de la figure 3, - la figure 3 est une vue de dessus de ce dispositif d' actionnement électromagnétique,
- la figure 4 est une vue analogue à la figure 1 d'une variante de réalisation du dispositif d' actionnement électromagnétique.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En référence aux figures 1 à 3, le dispositif d' actionnement électromagnétique de l'invention comprend un noyau, généralement désigné en 1, qui est en matériau ferromagnétique et est divisé en une partie supérieure 2 et une partie inférieure 3 montées sur un élément support généralement désigné en 4.
L'élément support 4, réalisé en matériau ferromagnétique, comprend deux manchons coaxiaux en une seule pièce, à savoir un manchon extérieur 5 relié à un manchon intérieur 6 par une collerette 7. Le manchon extérieur 5 s'étend en saillie axiale du manchon intérieur 6. Les parties supérieure et inférieure 2 et 3 coiffent et entourent le manchon extérieur 5. Une bobine supérieure 8 et une bobine inférieure
9 sont disposées entre le manchon extérieur 5 et le manchon intérieur 6 respectivement au-dessus et au-dessous de la collerette 7. Les bobines 8 et 9 sont coaxiales au manchon intérieur 6 et s'étendent en saillie axiale de celui-ci. Les bobines 8, 9 sont reliées à des moyens non représentés de commande et d'alimentation en énergie électrique.
L'élément support 4 comporte des méplats 10 (visibles sur la figure 3) réalisés sur le manchon extérieur 5 de manière à ménager une ouverture dans le manchon extérieur 5, ce qui permet de limiter l'encombrement de l'élément support 4 selon une direction transversale de celui-ci et de permettre le passage des câbles de raccordement des bobines 8 et 9 aux moyens d'alimentation en énergie électrique. On notera également à la figure 3 que le noyau 1 a une forme externe parailélépipédique avec deux faces opposées dans le prolongement des méplats 10 et deux autres faces opposées espacées d'une distance supérieure à celle séparant les méplats 10 pour que le noyau est une section transversale suffisante pour laisser passer le flux magnétique engendré par les bobines 8 et 9 comme cela sera expliqué plus en détail ci-après.
Le noyau 1 comprend un logement 11 formé par le manchon intérieur 6 et deux faces en regard appartenant respectivement à la partie supérieure 2 et la partie inférieure 3 du noyau 1. Le logement 11 a un axe central 14 correspondant à l'axe central de l'élément support 4. Le logement 11 est ainsi entouré par les bobines 8 et 9 qui sont centrées sur 1 ' axe central 14. Le manchon intérieur 6 a une surface interne formant une surface latérale 15 du logement 11 et les faces en regard appartenant à la partie supérieure 2 et la partie inférieure 3 du noyau 1 forment respectivement la face d'extrémité supérieure 12 et la face d'extrémité in- férieure 13 du logement 11. La surface latérale 15 est cylindrique à section circulaire. Les faces d'extrémités 12 et 13 comprennent une portion tronconique convexe présentant un demi-angle au sommet compris entre 40° environ et 90° environ, ici 60°. La surface latérale 15 et les faces d'extrémité 12 et 13 forment les faces actives du noyau 1. On notera que le manchon intérieur 6 est séparé des faces d'extrémité 12 et 13 par des intervalles araa- gnétiques .
Le logement 11 reçoit un organe mobile générale- ment désigné en 16 qui est monté pour coulisser selon l'axe central 14 du logement 11 entre une position supérieure et une position inférieure. L'organe mobile 16 est réalisé en un matériau ferromagnétique et comporte une surface latérale 17 de forme cylindrique circulaire de part et d'autre de laquelle s'étendent une face 'frontale supérieure 18 et une face frontale inférieure 19.
La surface latérale 17 est centrée sur l'axe central 14 du logement 11. La surface latérale 17 de l'organe mobile 16 a un diamètre externe légèrement inférieur à un diamètre de la surface interne du manchon intérieur 6 (qui^-est également la surface latérale 15 du logement 11) pour laisser un jeu suffisant pour permettre le mouvement de coulissement de l'organe mobile 16. Les bobines 8 et 9 ont un contour interne ayant des dimensions trans- versales supérieures à des dimensions correspondantes d'un contour externe de l'organe mobile 16. En l'espèce, les bobines 8 et 9 ont un diamètre interne supérieur au diamètre externe de la surface latérale 17 de l'organe mobile . Les faces frontales supérieure 18 et inférieure
19 sont de forme tronconique concave avec un demi-angle au sommet identique à celui des faces d'extrémité supérieure 12 et inférieure 13 du logement 11.
Une tige-poussoir 20 s'étend depuis la face fron- taie inférieure 19 le long de l'axe central 14 du logement 11. La tige-poussoir 20 est reçue à coulissement dans un perçage 21 débouchant d'un côté dans le logement 11 et de l'autre côté à l'extérieur du noyau 1 et possède une extrémité libre qui s'étend en saillie du noyau 1 pour prendre appui sur l'élément à actionner.
Une tige de guidage 22 s'étend depuis la face frontale supérieure 18 de l'organe mobile 16 le long de l'axe central 14. La tige de guidage 22 est reçue à coulissement dans un perçage 23 débouchant dans le logement 11.
Dans une application à l' actionnement d'une soupape de moteur thermique, le dispositif d' actionnement est fixé sur la culasse du moteur thermique de manière connue en soi pour que l'extrémité libre de la tige- poussoir 20 prenne appui sur l'extrémité libre sur la •queue de la soupape. La position haute de l'organe mobile 16 correspond à la position fermée de la soupape et la position basse de l'organe mobile 16 correspond à la position ouverte de la soupape. Les bobines du dispositif d' actionnement électromagnétique "peuvent servir à déplacer l'organe mobile 16, et donc la soupape, entre les deux positions précitées, ou, en association avec des moyens élastiques assurant l'essentiel du déplacement de l'organe mobile 16 et de la soupape entre ces deux positions, à attirer et maintenir l'organe mobile 16 dans l'une ou l'autre de ces deux positions .
Les bobines 8 et 9 du dispositif d' actionnement électromagnétique sont alimentées successivement pour créer un flux magnétique qui circule dans le noyau 1, c'est-à-dire dans les parties 2 ou 3 ainsi que dans l'élément support 4 pour se refermer dans l'organe mobile 16, ce qui engendre une force d'attraction de l'organe mobile 16 vers l'une ou l'autre de ces positions. Le flux magnétique généré par la bobine supérieure 8 passe ainsi dans l'organe mobile 16, d'une part, par l'intermédiaire de la face d'extrémité supérieure 12 du logement 11 du noyau 1 et de la face frontale supérieure 18 de l'organe mobile 16 et, d'autre part, par l'intermédiaire de la surface latérale 15 du logement 11 et de la surface latérale 17 de l'organe mobile 16. Le flux magnétique se referme ainsi en passant par l'organe mobile 16 qui est alors attiré vers la face d'extrémité supérieure 12 du logement 11. Le flux magnétique engendré par la bobine inférieure 9 passe ainsi dans l'organe mobile 16, d'une part, par l'intermédiaire de la face d'extrémité inférieure 13 du logement 11 du noyau 1 et la face frontale inférieure 19 de l'organe mobile 16 et, d'autre part, par l'intermé- diaire ;de la surface latérale 15 du logement 11 et la surface latérale 17 de l'organe mobile 16. Le flux magnétique se referme ainsi en passant par l'organe mobile 16 qui est alors attiré vers la face d'extrémité inférieure 13 du logement 11. On notera que l'entrefer entre les faces actives latérales du logement 11 et de l'organe mobile 16 est faible et constant au cours du mouvement de l'organe mobile 16. En outre, du fait de la forme des faces d'extrémité du logement 11 et des faces frontales de l'organe mobile, l'entrefer entre ces faces est inférieur à l'amplitude du déplacement de l'organe mobile 16. Ceci permet d'avoir une somme des entrefers qui est relativement faible. L'obtention de faces actives ayant des aires relativement importantes associée à la petitesse de la somme des entrefers permet d'avoir une réluctance particulièrement faible par rapport aux dispositifs connus.
Lorsque des ressorts hélicoïdaux sont utilisés pour déplacer l'organe mobile 16, lors de leur compression ils tendent à faire pivoter celui-ci. L'utilisation d'un organe mobile 16 ayant une section transversale cylindrique permet de ne pas entraver ce mouvement de pivotement et de diminuer les frottements et contraintes mécaniques exercés sur l'organe mobile 16.
L'utilisation de bobines 8 et 9 circulaires per- met de diminuer la longueur de fil par rapport à des bobines rectangulaires. Les bobines 8 et 9 sont de la sorte moins lourdes , moins encombrantes et moins chères que des bobines rectangulaires des dispositifs connus.
Dans la variante de la figure 4, le dispositif d' actionnement électromagnétique est identique à celui précédemment décrit sauf en ce qui concerne le guidage en translation de l'organe mobile 16, ainsi qu'en ce qui concerne les faces d'extrémité du logement 11 et les faces frontales de l'organe mobile 16 (seules les référen- ces de ces faces ont été modifiées par rapport aux réfé- • rences indiquées sur les figures 1 à 3) .
Le guidage en translation de l'organe mobile 16 est ici assurée directement par la surface latérale 15 de sorte qu'il n'est plus nécessaire de prévoir une tige de guidage .
La "face frontale supérieure 58 de l'organe mobile 16 est de forme tronconique concave avec un demi-angle au sommet de 80°.
La face d'extrémité supérieure 52 du logement 11 comprend une portion tronconique convexe 52.1 ayant un demi-angle au sommet de 80°. La portion tronconique convexe 52.1 a une grande base reliée à une portion annulaire cylindrique 52.2 et une petite base reliée à une porion annulaire plane 52.3. Les portions annulaires 52.2 et 52.3 sont en retrait de la portion tronconique convexe de sorte que l'entrefer séparant les portions annulaires 52.2 et 52.3 de la face frontale supérieure 58 est supérieur à celui séparant la portion tronconique convexe 52.1 de la face frontale supérieure 58. Ceci permet de concentrer le passage du flux magnétique au niveau de la portion tronconique convexe 52.1 tendant ainsi à augmenter l'effort d'attraction.
La face frontale inférieure 59 de l'organe mobile 16 est de forme tronconique concave avec un demi-angle au sommet de 40° .
La face d'extrémité inférieure 53 du logement 11 comprend une portion tronconique convexe 53.1 ayant un demi-angle au sommet de 40°. La portion tronconique convexe 53.1 a une grande base reliée à une portion annu- laire cylindrique 53.2 et une petite base reliée à une porion annulaire plane 53.3. Ceci permet de concentrer le passage du flux magnétique au niveau de la portion tronconique convexe 53.1 tendant ainsi à augmenter l'effort d'attraction. Une soupape de moteur thermique reste en général plus longtemps fermée qu'ouverte, et l'effort à produire pour déplacer la soupape dans sa position d'ouverture est plus important que celui nécessaire pour la maintenir en position fermée en raison de la contre-pression exercée sur la soupape par les gaz présents dans le cylindre lors de 1 ' ouverture de la soupape .
• ""' Les faces 58 et 52 qui sont utilisées dans le maintien en position de fermeture de la soupape sont pour cette raison faiblement coniques facilitant ainsi le col- lage de ces faces l'une sur l'autre alors que les faces 59 et 53 sont fortement coniques facilitant l'entraînement de l'organe mobile 16 vers la position d'ouverture de la soupape. Le demi-angle de 60° utilisé dans le dispositif d' actionnement décrit en relation avec les figu- res 1 à 3 est lui un bon compromis entre ces deux exigences .
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et on peut y apporter des variantes de réalisation sans sortir du cadre de 1 ' inven- tion tel que défini par les revendications.
En particulier, bien que l'invention ait été décrite en relation avec un actionneur électromagnétique comportant deux bobines, l'invention est également applicable aux actionneurs électromagnétiques monobobine. Les faces frontales de l'organe mobile et les faces d'extrémité du logement 11 peuvent être planes ou coniques avec des angles différents de ceux représentés.
Le noyau peut avoir une forme différente de celle décrite et par exemple une forme cylindrique de section circulaire fermée. Cette forme est avantageuse car il y a peu de rayonnement perturbateur avec une structure fermée. Le rayonnement perturbateur, quoique faible dans la structure représentée, y est un peu plus élevé que dans une structure fermée du fait de la présence des ouvertu- res créées par les méplats 10. Les bobines et l'organe mobiles peuvent avoir des formes différentes de celles décrites et par exemple une forme rectangulaire.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif d' actionnement électromagnétique comprenant au moins une bobine (8, 9) associée à un noyau ferromagnétique (1) délimitant un logement (11) dans lequel un organe mobile (16) ferromagnétique est monté pour coulisser selon un axe central (14) du logement, caractérisé en ce que la bobine s'étend autour d'au moins une partie du logement (11) et est montée entre un manchon extérieur (5) et un manchon intérieur (6) d'un élément support (4) en matériau ferromagnétique, la bobine étant en saillie axiale par rapport au manchon intérieur, et en ce que l'organe mobile a au moins une face latérale (17) en regard d'une face interne (15) du manchon intérieur et au moins une face frontale (18, 19) en regard d'une face active (12, 13) du noyau ferromagnétique.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le manchon extérieur comporte au moins un méplat (10) latéral.
3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le méplat (10) est agencé de manière à dégager une ouverture latérale d'accès à la bobine.
4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la face frontale (18, 19 ; 58, 59) de l'organe mobile (16) a une forme tronconique concave et la face correspondante (12, 13 ; 52, 53) du logement (11) comprend au moins une portion tronconique convexe (52.1, 52.3) .
5. Dispositif selon la revendication 4, caracté- risé en ce que la face (52, 53) du logement (11) correspondant à la face frontale (58, 59) de l'organe mobile
(16) comprend au moins une portion annulaire (52.2, 52.3, 53.2, 52.3) adjacente à la portion tronconique convexe (52.1, 53.1) et en retrait de celle-ci.
6. Dispositif selon la revendication 5, caracté- risé en ce que la face (52, 53) du logement (11) correspondant à la face frontale (58, 59) de l'organe mobile (16) comprend deux portions annulaires (52.2, 52.3, 53.2, 52.3) de chaque côté de la portion tronconique convexe (52.1, 53.1) et en retrait de cette dernière.
7. Dispositif selon la revendication 4, caracté- risé' en ce que la face frontale (18, 19) de l'organe mobile (16) et la portion tronconique convexe de la face correspondante (12, 13) du logement (11) présentent un demi-angle au sommet d'environ 60°.
8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend deux bobines (8, 9) logées dans l'élément support (4) de part et d'autre d'une collerette (7) de liaison du manchon extérieur (5) au manchon inté- rieur (6) .
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