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" Soléneide à noyau plongeur ".
La présente invention se rapporte aux soléncides du type comportant une bobine annulaire et un noyau plongeur qui peut se déplacer transversalement à l'intérieur de cette bobine sui- vant le courant qui la traverse.
Dans la fabrication actuelle des appareils, l'encombre,- ment, en ce qui concerne l'utilisation des solénoides, est sou- vent un facteur essentiel. Il arrive fréquemment que les limi- tes supérieures d'encombrement pour la mise en place de soléno-
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Ides, en rapport avec certaines caractéristiques telles que l'é- nergie d'entrée appliquée, la longueur de la course du noyau plongeur et la traction exercée sur ce noyau ainsi que les di- mensions générales du dispositif, présentent des problèmes sé- rieux pour les fabricants.
L'un des buts de l'invention est de réaliser un solénoide nouveau et perfectionné dans lequel les dimensions hors-tout per- mettent d'adapter le solénoide aux exigences d'un encombrement réduit et d'obtenir une augmentation notable de la traction ex- ercée sur le noyau plongeur lorsque la bobine est excitée, par rapport aux solénoides antérieurs de dimensions et de caracté- ristiques équivalentes.
Un autre but de l'invention est d'obtenir une oonstruction de solénoïde perfectionnée, de rendement considérablement accru, et permettant une meilleure utilisation du flux magnétique pro- duit que dans les réalisations antérieures.
Un autre but encore est de créer un solénolde perfectionné de fonctionnement efficace et de construction durable et robuste et pouvant être fabriqué de façon éoonomique.
L'invention concerne, sous l'un. de ses aspects, l'obten- tion d'un solénolde comprenant un boîtier en matière magnétique, une bobine annulaire montée à l'intérieur dudit boîtier, un noyau plongeur en matière magnétique qui peut se déplacer axialement à l'intérieur de ladite bobine dans un sens ou dans l'autre, un noyau fixe en matière magnétique disposé également à l'intérieur de ladite bobine et un écran magnétique disposé entre la bobine et le noyau plongeur et s'étendant axialement à travers la zone dans laquelle ledit noyau plongeur effectue son mouvement de va- et-vient.
Sous un autre de ses aspects, l'invention envisage l'obten- tion d'un solénoide comportant un boîtier en matière magnétique avec un corps en forme de cuvette et un disque permettant de fer- mer son extrémité ouverte, une bobine annulaire montée dans le
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boîtier, un tube monté longitudinalement à l'intérieur de cette bobine, l'une des parties extrêmes dudit tube étant en une ma- tière non magnétique, de manière à constituer un écran magnétique, et l'autre partie extrême dudit tube étant en une matière magné- tique, un noyau plongeur en matière magnétique monté dans ce tube de manière à pouvoir se déplacer axialement dans les deux sens, et un noyau fixe en matière magnétique monté axialement dans ledit tube et pratiquement sur toute la longueur de la par- tie magnétique.
S'il y a lieu,l'écran magnétique peut comporter un second tube en matière non magnétique monté à l'intérieur du premier et formant couvercle pour la partie non magnétique, et l'extrémité intérieure de ce second tube en matière non magné- tique peut coulisser sur l'extrémité adjacente conique du noyau auquel il est ainsi fixé de manière à former un seul élément.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la desorip- tion détaillée qui va suivre et à l'examen des dessins ci-joints qui représentent, à titre d'exemples non limitatifs, des réali- sations de ladite invention.
La figure 1 est une vue en coupe axiale à travers un solé- noide construit suivant la présente invention.
Les figures 2 et 3 sont des vues en coupe axiale à travers deux solénoldes d'autres formes construits suivant l'invention.
On considérera tout d'abord l'ensemble représenté en figu- re 1 du dessin. Le solénolde comporte un boîtier 10 en forme de cuvette, en métal ferreux, dont l'extrémité peut être fermée par une plaque ou disque extrême 11. Lorsque la plaque extrême est en contact avec l'ensemble monté à l'intérieur du boîtier, elle est solidement fixée en place, comme représenté, par rabattement, en quatre points équidistants, du bord extérieur du boîtier.
Dans la réalisation représentée, la fixation est obtenue par dé- coupage de languettes 12 dans la partie périphérique du boîtier et rabattement de ces languettes vers l'intérieur contre la face extérieure de la plaque extrême 11.
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Une bobine annulaire 14 est montée à l'intérieur du boi- tier. Cette bobine est enroulée sur une carcasse 15 en matière isolante convenable. A l'intérieur de la carcasse de la bobine est monté un tube 16 formé de deux parties tubulaires distinc- tes. La partie avant, désignée par la référence 17, est en une matière non magnétique convenable, telle que du laiton, et la partie arrière, désignée par la référence 18, est en métal fer- reux. Il est commode d'obtenir une connexion par glissement et superposition des extrémités voisines des parties tubulaires 17 et 18. Les extrémités extérieures du tube 16 se prolongent lé- gèrement au delà des rebords extrêmes de la carcasse 15, et leur section est amincie pour permettre de les adapter étroitement dans deux disques 19 en métal ferreux.
Un disque 20 en métal fer- reux est rendu solidaire de la face extérieure de la paroi ex- trême fermée 10a du boîtier, par exemple par soudure par points.
La fonction des disques 19 et 20 est d'augmenter la section transversale de métal ferreux du boîtier, pour obtenir une meil- leure utilisation du flux magnétique engendré par la bobine 14.
Un noyau fixe 22 en métal ferreux est monté à l'extrémité arrière du tube 16. Comme on peut le voir sur la figure, ce noyau a une longueur sensiblement égale à celle de la partie en métal ferreux du tube 18. Comme le technicien le comprendra aisément, ce noyau fixe, tout en constituant une zone concentrée pour le flux magnétique, sert en outre d'organe de limitation du dépla- cement dans un sensdu noyau plongeur en métal ferreux à mouve- ment de translation alternatif indiqué en 23. La partie extrême arrière du noyau fixe 22 est de section amincie et forme une tige filetée 24 qui est vissée dans la plaque ou disque extrême 11.
L'extrémité extérieure de la tige 24 se prolonge au delà de la plaque extrême 11 et est munie d'un écrou 26 qui permet de fixer solidement le noyau fixe 22 dans le tube 16.
A l'intérieur de la partie avant du tube 16 est disposé un second tube 28 en matière non magnétique, par exemple en laiton,
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dont l'extrémité intérieure coulisse sur l'extrémité intérieure voisine et amincie du noyau fixe 22. Le bord extrême intérieur ou arrière du tube 28 est déformé vers l'intérieur et pénètre dans une rainure 30 du corps du noyau fixe, de manière à rendre solidaires le second tube 28 et le noyau fixe 22. Si désiré, la partie extrême arrière déformée du tube 28 peut être réunie de façon permanente au noyau fixe par brasure.
L'extrémité opposée, ou extrémité avant du second tube 28, traverse la paroi extrême fermée 10a du boîtier et le disque extérieur 20, de manière à déterminer un entrefer entre le boîtier en métal ferreux et le disque 20 d'une part, et le noyau plongeur 23 dont le mouvement de translation alternatif est guidé par le tube 28 d'autre part.
Ce dispositif de construction tend à éliminer ou au moins à ré- duire l'effet du flux magnétique agissant directement sur le noyau plongeur 23 en gênant le déplacement de ce noyau lorsque la bobine 14 est excitée.
Les extrémités adjacentes du noyau plongeur 23 et du noyau fixe 22 présentent un profil en forme de tronc de cône identique et un rivet 32 en matière non magnétique est monté au fond de l'évidement à l'extrémité intérieure du noyau fixe. La fonction de ce rivet est d'empêcher le collage du noyau plongeur au noyau fixe, provoqué par le magnétisme rémanant du noyau fixe lorsque la bobine 14 est désexcitée.
Il est évident que, grâce à la construction décrite, la partie en métal ferreux du tube 18 et le noyau fixe en métal fer- reux 22 étant de longueur sensiblement égale, ces éléments con- stituent, en fait, à l'intérieur de la bobine 14,une section en métal ferreux considérablement supérieure à la section du noyau plongeur en métal ferreux 23. Il est évident ainsi qu'en raison de cette différence entre la section du noyau fixe 22 et de la partie 18 du tube d'une part, et celle du noyau plongeur 23 d' autre part, il est possible d'obtenir une augmentation de rende- ment relativement grande dans l'utilisation du flux magnétique
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@ nroduit à la suite de l'excitation de la bobine 14.
De même, on a constaté que la présence des disques en métal ferreux 19 et 20 dans le dispositif décrit augmente également de façon consi- dérable le rendement du solénoîde.
A titre d'exemple du degré d'amélioration du rendement obtenu avec la construction de la présente invention par rapport aux constructions antérieures, les dimensions totales des dispo- sitifs, les caractéristiques de la bobine et la course du noyau plongeur étant les mêmes, on a constaté qu'il était possible de réduire le courant d'excitation de la bobine d'environ 50 %,tout en augmentant la traction exercée sur le noyau plongeur de plus de 40 %. En conséquence,
il est évident que la présente construc- tion de solénolde peut être aisément adaptée à un dispositif de dimensions relativement réduites et de faible encombrement lors- qu'il est désirable ou nécessaire d'adapter une puissance d'exci- tation de la bobine déterminée et lorsqu'une longueur de course et une attraction désirée du noyau plongeur sont nécessaires.
La construction représentée sur la figure 2 est décrite ci-dessous. Les pièces du dispositif représenté sur la figure 2 identiques aux pièces correspondantes de la structure représen- tées sur la figure 1 sont désignées par les mêmes références, mais suivies de la lettre " b ".
Un tube 35 en matière non magnétique, telle que du laiton, est monté à l'intérieur et à l'extrémité avant de la carcasse 15b. L'extrémité extérieure dudit tube est de section réduite et traverse la paroi extrême fermée 10ab du boîtier 10b et les disques 19b et 20b. A l'autre extrémité de la carcasse 15b de la bobine 14b est monté le noyau fixe 22b qui, comme indiqué sur la figure, a une section égale à celle déterminée par le tube 35.
Le tube 35 est relié au noyau fixe 22b de la même manière que décrit ci-dessus à propos de la figure 1, de sorte que le tube 35 et le noyau fixe 22b constituent en fait un seul élément.
Toutefois, dans cette construction, le disque 19b voisin de la
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plaque extrême llb est monté directement sur la partie arrière du noyau fixe 22b.
On peut voir ainsi que la construction représentée sur la figure 2 permet de supprimer le tube 16 de la figure 1 et que l'on obtient néanmoins l'augmentation de section désirée du noyau fixe en métal ferreux 22b par rapport au noyau plongeur en métal ferreux 23b. Dans la construction représentée sur la figure 3, les pièces identiques à celles de la figure 1 sont désignées par les mêmes chiffres de référence, mais suivies de la lettre " c ".
Dans cette construction, le tube 40 monté à l'intérieur de la carcasse 15c de la bobine 14c est formé de deux parties, la partie extérieure 41 étant en une matière non magnétique tel- le que du laiton, et l'autre partie 42 étant en métal ferreux.
Les extrémités en présence des parties de tube respectives 41 et 42 se recouvrent et coulissent l'une sur l'autre pour former un seul tube 40. L'extrémité avant ou extérieure de la partie de tube 41 est de section réduite et traverse les disques 19c et 20c et la partie extrême 10ac du boîtier 10c. L'extrémité arrière de la partie en métal ferreux 42 du tube est de section réduite, de manière à s'adapter étroitement dans le disque de métal ferreux adjacent 19c.
Le noyau plongeur de métal ferreux 23c est monté dans la partie non magnétique 41 du tube, de manière à pouvoir se dépla- cer axialement dans les deux sens, et elle coopère avec le noyau fixe de métal ferreux indiqué en 22c. Ce noyau fixe 22c s'étend sensiblement sur la même longueur que la partie en métal ferreux 42 du tube et peut être réglé axialement à l'aide de la tige 24c vissée dans la plaque extrême 11c. L'extrémité extérieure du noyau fixe est munie d'une encoche 24d dans laquelle on peut introduire un tournevis ou un autre outil convenable, ce qui per- met un réglage axial commode du noyau fixe à l'intérieur du tube 40. L'écrou 26c vissé sur l'extrémité extérieure de la tige 24c
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sert à bloquer le noyau fixe dans une position de réglage axial désirée à l'intérieur de la bobine 14c.
Le réglage axial du noyau fixe a pour but d'obtenir un rendement maximum du noyau plongeur 23c. Un tel dispositif permet également de compenser les variations de fabrication et de montage, non seulement du solénolde lui-même, mais encore des organes de l'appareil qui peuvent être reliés au noyau plongeur pour être actionnés par lui.
Comme cela est bien connu, certains dispositifs actionnés par le noyau plongeur d'un solénoide doivent se déplacer suivant une course relativement précise ou prédéterminée, et il est évi- dent que des variations de ces déplacements peuvent résulter d'imprécisions de fabrication ou de montage des pièces. En con- séquence, en prévoyant un réglage du noyau fixe, il est possible de compenser aisément de telles variations. Il est également connu que, dans certains cas, lorsqu'un solénolde est construit suivant certaines spécifications et en vue de sa commande par un oourant électrique de valeur déterminée, il se peut qu'une variation de tension nuise au fonctionnement efficace du noyau plongeur du solénolde, et cette condition peut être partielle- ment ou entièrement compensée par ce réglage du noyau fixe.
Il est évident qu'en raison du fait que le noyau fixe 22c s'étend sensiblement sur la même longueur que la partie 42 du tube, la section effective pour le passage du flux magnétique est la somme de la section du noyau fixe 22c et de celle de la partie 42 du tube, ce qui représente une section totale notable- ment supérieure à la section du noyau plongeur 23c. Il en résul- te, comme déjà exposé à propos des deux autres constructions dé- crites, une augmentation considérable du rendement de l'utili- sation du flux magnétique produit par l'excitation de la bobine 14c, ce qui augmente de façon correspondante la force d'attrac- tion exercée sur le noyau plongeur.
Bien entendu, l'invention peut supporter de nombreuses
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yariantes accessibles au technicien suivant les applications envisagées et sans s'écarter du domaine de ladite invention.