FR2898740A1

FR2898740A1 - Nano-metric or metric type interdigited armature device for controlling aerodynamic behavior of motor vehicle`s body, has movable armature with recesses including ribs whose surfaces are inclined with respect to lateral surface of armature

Info

Publication number: FR2898740A1
Application number: FR0602387A
Authority: FR
Inventors: Jean Jacques Lasserre; Gabriel Giovannelli; Christophe Edouard
Original assignee: Peugeot Citroen Automobiles SA; FLOWDIT
Current assignee: FLOWDIT; PSA Automobiles SA
Priority date: 2006-03-17
Filing date: 2006-03-17
Publication date: 2007-09-21
Anticipated expiration: 2026-03-17
Also published as: FR2898740B1

Abstract

The device has a fixed armature rigidly fixed on a support and comprising a lateral surface (62) opposite to a lateral surface (82) of a movable armature, where the armatures are displaced with respect to each other parallely at their surfaces. The movable armature has a set of recesses (83) on the surface (82), where the recesses have ribs (84) whose lateral surfaces (85) are inclined with respect to the surface (82) of the movable armature. An instantaneous electric current measuring device measures the position of one of the armatures with respect to the other armature.

Description

La présente invention est relative à un dispositif à armaturesThe present invention relates to a device with reinforcements

interdigitées, et en particulier un dispositif du type actionneur ou capteur 5 électrostatique, ou du type capteur ou actionneur magnétique. Dans de nombreuses applications, en particulier des applications de pilotage du comportement aérodynamique d'automobile ou d'aéronef par exemple, on utilise des actionneurs mécaniques de façon à adapter ou modifier les écoulements aérodynamiques autour des corps solides en 10 mouvement de translation dans de l'air. Ces actionneurs mécaniques qui sont répartis sur les surfaces des objets, doivent pouvoir être de petite dimension et être pilotés de façon commode. Afin d'assurer le pilotage de ces équipements électromécaniques, on utilise des dispositifs à armatures interdigitées constituées de deux 15 armatures de concensateur comportant une pluralité de dents qui s'interpénètrent. Ces deux armatures sont montées mobiles l'une par rapport à l'autre et soumises à une tension électrique. Du fait de la tension électrique, les armatures sont soumises à une force qui tend à augmenter l'interpénétration des armatures. L'une des armatures peut être montée sur 20 un ressort si bien que, lorsque la tension est relâchée, les armatures sont écartées sous l'effet du ressort. Ces dispositifs qui peuvent être de très petite dimension, puisqu'ils peuvent être de dimension millimétrique, voire micrométrique, voire même nanométrique, ou être de dimension beaucoup plus importante, par exemple 25 de dimension centimétrique, voire métrique, présentent cependant l'inconvénient d'avoir un comportement qui est figé car la force de rapprochement des deux armatures est indépendante du degré d'interpénétration des armatures et ne dépend que de la tension électrique à laquelle les armatures sont soumises. 30 Cette caractéristique a pour conséquence que le pilotage de ce dispositif est difficile puisqu' il n'est pas possible de mesurer directement le taux d'interpénétration des deux armatures et, en tout état de cause, il n'est pas possible de faire varier la force d'attraction des deux armatures qu'en pilotant la tension électrique à laquelle sont soumises les deux armatures. Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en proposant un dispositif actionneur à armatures interdigitées, dont le comportement peut être modulé d'une façon plus souple que les dispositifs connus de l'art antérieur. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif à armatures interdigitées constitué d'une première armature et d'une deuxième armature, la première armature ayant au moins une surface en regard d'une surface complémentaire de la deuxième armature, la première et la deuxième armature pouvant se déplacer l'une par rapport à l'autre parallèlement à leurs surfaces complémentaires l'une de l'autre, caractérisé en ce que au moins une armature comporte sur une surface en regard d'une surface de l'autre armature, au moins une encoche ayant des faces latérales inclinées par rapport à la perpendiculaire surface de l'armature. Un tel dispositif peut éventuellement être utilisé comme capteur. De préférence, les faces latérales de l'encoche sont inclinées par rapport à la perpendiculaire à la surface de l'armature d'un angle compris entre 30 et 60 . De préférence, au moins une encoche est délimitée par des nervures dont les arêtes sont arrondies. Le dispositif peut comporter une pluralité d'encoches parallèles entre elles, les distances d'une encoche à une encoche adjacente et/ou les largueurs des encoches pouvant être variables d'une encoche à l'autre. Les encoches peuvent également être réparties à intervalle régulier. Une armature peut comporter au moins deux encoches dont les faces latérales sont inclinées, les faces latérales d'une encoche étant inclinées en sens opposé par rapport aux faces latérales de l'autre encoche. interdigitated, and in particular a device of the actuator or electrostatic sensor type, or of the magnetic sensor or actuator type. In many applications, in particular aerodynamic behavior control applications for automobile or aircraft for example, mechanical actuators are used so as to adapt or modify the aerodynamic flows around the solid bodies in translational movement in the air. 'air. These mechanical actuators which are distributed over the surfaces of the objects, must be small and be conveniently controlled. In order to control these electromechanical equipment, interdigitated armature devices consisting of two concen- tration armatures comprising a plurality of interengaging teeth are used. These two frames are mounted movable relative to each other and subjected to an electrical voltage. Due to the electrical voltage, the armatures are subjected to a force that tends to increase the interpenetration of the armatures. One of the armatures can be mounted on a spring so that when the tension is released, the armatures are spread apart under the effect of the spring. These devices, which may be of very small size, since they may be millimeter-sized, even micrometric, or even nanometric, or be of much larger size, for example of centimeter or even metric dimension, nevertheless have the disadvantage of to have a behavior that is fixed because the force of approximation of the two armatures is independent of the degree of interpenetration of the armatures and depends only on the electric tension to which the armatures are subjected. This characteristic has the consequence that the piloting of this device is difficult since it is not possible to directly measure the interpenetration rate of the two reinforcements and, in any case, it is not possible to vary the attraction force of the two armatures by controlling the electrical voltage to which the two armatures are subjected. The object of the present invention is to remedy these drawbacks by proposing an actuator device with interdigital armatures, the behavior of which can be modulated in a more flexible manner than the devices known from the prior art. For this purpose, the subject of the invention is an interdigitated reinforcement device consisting of a first reinforcement and a second reinforcement, the first reinforcement having at least one surface opposite a complementary surface of the second reinforcement, the first reinforcement and the second armature being able to move relative to each other parallel to their complementary surfaces, characterized in that at least one armature comprises on a surface facing a surface of the other armature, at least one notch having lateral faces inclined relative to the perpendicular surface of the armature. Such a device may optionally be used as a sensor. Preferably, the lateral faces of the notch are inclined relative to the perpendicular to the surface of the armature by an angle of between 30 and 60. Preferably, at least one notch is delimited by ribs whose edges are rounded. The device may comprise a plurality of notches parallel to each other, the distances from a notch to an adjacent notch and / or the notch widths that can be variable from one notch to another. The notches can also be divided at regular intervals. An armature may comprise at least two notches whose side faces are inclined, the lateral faces of a notch being inclined in opposite directions with respect to the lateral faces of the other notch.

Au moins une armature peut comporter au moins un doigt ayant une surface comportant eu moins une encoche. At least one armature may include at least one finger having a surface having at least one notch.

La surface de l'extrémité d'un doigt d'armature peut être soit une surface concave constituée par exemple d'un dièdre rentrant ayant un angle au sommet compris entre 60 et 120 , soit une surface convexe constituée d'un dièdre sortant ayant un angle au sommet compris entre 60 et 120 ou ayant une section arrondie de façon à ne pas présenter d'arête algue. Dans un mode de réalisation, les armatures interdigitées constituent les armatures d'un condensateur. Les armatures sont, alors, de préférence constituées d'un matériaux conducteur de l'électricité, tel que du silicium, soit d'un matériau isolant électriquement, recouvert d'une couche superficielle conductrice d'électricité. Les arcatures interdigitées peuvent alors être reliées à un moyen pour générer une tension électrique de façon à réaliser un actionneur. Le dispositif peut comprendre, en outre, un moyen pour mesurer la position de l'armature mobile par rapport à l'armature fixe, et un moyen pour piloter la tension générée par le générateur de tension électrique en fonction de la position relative des deux armatures interdigitées. Le dispositif peut comporter un moyen pour mesurer la capacité instantanée dru condensateur constitué par les armatures interdigitées, de façon à constituer un capteur de position de l'armature mobile par rapport à l'armature fixe. Dans un autre mode de réalisation, les armatures interdigitées constituent des armatures magnétiques et il comprend un moyen pour générer un champs magnétique dans au moins une armature pouvant être piloté, de façon à constituer un actionneur. The surface of the end of a reinforcing finger can be either a concave surface constituted for example by a reentrant dihedron having an apex angle of between 60 and 120, or a convex surface consisting of an outgoing dihedron having a an apex angle between 60 and 120 or having a rounded section so as not to have an algae edge. In one embodiment, the interdigital frames constitute the armatures of a capacitor. The reinforcements are, then, preferably made of an electrically conductive material, such as silicon, or an electrically insulating material, covered with a conductive surface layer of electricity. The interdigitated arcs can then be connected to a means for generating an electrical voltage so as to produce an actuator. The device may further comprise means for measuring the position of the moving armature relative to the fixed armature, and means for controlling the voltage generated by the electric voltage generator as a function of the relative position of the two armatures. interdigitated. The device may comprise means for measuring the instant capacitive capacitor capacitance constituted by the interdigitated reinforcements, so as to constitute a position sensor of the mobile armature relative to the fixed armature. In another embodiment, the interdigital armatures constitute magnetic armatures and it comprises means for generating a magnetic field in at least one armature that can be controlled, so as to constitute an actuator.

L'invention va maintenant être décrite de façon plus précise mais non limitative en regard des figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 est un schéma de principe d'un actionneur électrostatique à armatures interdigitées, - la figure 2 est une vue agrandie d'un doigt d'une armature fixe et d'un doigt d'une arcature mobile d'un dispositif à armatures interdigitées, correspondant à la zone II de la figure 1, - la figure 3 est une vue agrandie d'un deuxième mode de réalisation d'un doigt de peigne mobile et d'un doigt de peigne fixe d'un dispositif à armatures interdigitées, - la figure 4 est un schéma qui représente de façon comparative l'évolution de l'effort de traction entre les deux armatures d'un dispositif à armatures interdigitées en fonction du taux d'interpénétration des deux armatures interdigitées pour d'une part un dispositif dont les doigts sont lisses et d'autre part un dispositif dont les doigt comportent des encoches. - les figures 5A, 5B, 5C, 5D, 5E, 5F sont des représentations schématiques de modes de réalisation particuliers d'un doigt comportant des encoches d'une armature mobile d'un dispositif à armatures interdigitées. Le dispositif à armatures interdigitées, représenté à la figure 1, comporte une première armature fixe 1 fixée rigidement sur un support 2, et une deuxième armature mobile 3 fixée par l'intermédiaire d'un ressort 4 à un support fixe 5. La première & mature fixe comporte une pluralité de doigts 6, séparés par des espaces 7, dans lesquels viennent s'insérer des doigts 8 de l'armature mobile 3. Les doigts 6 de l'armature fixe viennent s'insérer dans les espaces 9 situés entre deux doigts successifs 8 de l'armature mobile 3, sauf au moins à l'une des extrémités, pour des raisons évidentes de nombre d'intervalles et de nombre de doigts. L'armature fixe 6 et l'armature mobile 8 constituent des peignes dont les doigts ou dents peuvent être constitués de plaques s'étendant dans une direction perpendiculaire au plan de la figure. Les doigts 6 de l'armature fixe et les doigts 8 de l'armature mobile ont des surface latérales 62 et 82, respectivement, en regard et complémentaires les unes des autres, et le mouvement relatif des armatures se fait parallèlement à ces surfaces latérales. L'armature fixe 1 et l'armature mobile 3 sont constituées de matériaux électriquement conducteurs ou de matériaux électriquement isolants recouverts d'une couche superficielle conductrice de l'électricité de façon à constituer les armatures d'un condensateur. Ce matériau est, par exemple, du silicium. Les surfaces conductrices de l'armature fixe 1 et de l'armature mobile 3 sont reliées à un générateur de tension 10. Lorsque le générateur de tension 10 délivre une tension transmise aux armatures, les armatures interdigitées se chargent électriquement. Les charges électriques engendrent une force tendant à augmenter l'interpénétration des deux armatures interdigitées. Cet effort de rapprochement des armatures interdigitées, compensé par la tension du ressort 4, provoque un mouvement de rapprochement des deux armatures interdigitées. La force de rapprochement est d'autant plus importante que la tension électrique est élevée et la force de rappel du ressort est d'autant plus importante que le déplacement de l'armature mobile est importante. Il en résulte un équilibre tel que, plus la tension électrique augmente, plus le déplacement de l'armature mobile augmente. Inversement, lorsque la tension électrique diminue, la tension du ressort ramène l'armature mobile vers sa position de repos. The invention will now be described in a more precise but nonlimiting manner with reference to the appended figures in which: FIG. 1 is a schematic diagram of an electrostatic actuator with interdigital armatures, FIG. 2 is an enlarged view of FIG. a finger of a fixed armature and a finger of a movable arcature of an interdigitated device, corresponding to zone II of FIG. 1; FIG. 3 is an enlarged view of a second embodiment of a movable comb finger and a fixed comb finger of an interdigitated reinforcement device; FIG. 4 is a diagram which comparatively represents the evolution of the tensile force between the two reinforcement bars; a device with interdigitated reinforcements as a function of the interpenetration rate of the two interdigital armatures on the one hand a device whose fingers are smooth and on the other hand a device whose fingers have notches. FIGS. 5A, 5B, 5C, 5D, 5E, 5F are diagrammatic representations of particular embodiments of a finger having notches of a movable armature of an interdigitated reinforcement device. The device with interdigital reinforcements, represented in FIG. 1, comprises a first fixed armature 1 fixed rigidly on a support 2, and a second movable armature 3 fixed via a spring 4 to a fixed support 5. The first Mature fixed comprises a plurality of fingers 6, separated by spaces 7, in which are inserted fingers 8 of the movable armature 3. The fingers 6 of the fixed armature are inserted into the spaces 9 located between two successive fingers 8 of the movable armature 3, except at least at one end, for obvious reasons of number of intervals and number of fingers. The fixed armature 6 and the movable armature 8 are combs whose fingers or teeth may consist of plates extending in a direction perpendicular to the plane of the figure. The fingers 6 of the fixed armature and the fingers 8 of the movable armature have lateral surfaces 62 and 82, respectively, opposite and complementary to each other, and the relative movement of the armatures is parallel to these side surfaces. The fixed armature 1 and the movable armature 3 consist of electrically conductive materials or electrically insulating materials covered with a conductive surface layer of electricity so as to form the armatures of a capacitor. This material is, for example, silicon. The conductive surfaces of the fixed armature 1 and the mobile armature 3 are connected to a voltage generator 10. When the voltage generator 10 delivers a voltage transmitted to the armatures, the interdigital armatures are electrically charged. The electrical charges generate a force tending to increase the interpenetration of the two interdigital armatures. This effort of approximation of the interdigital armatures, compensated by the tension of the spring 4, causes a movement of approximation of the two interdigital armatures. The bringing force is all the more important as the electrical voltage is high and the return force of the spring is all the more important as the displacement of the moving armature is important. This results in an equilibrium such that the higher the electrical voltage increases, the more the displacement of the mobile armature increases. Conversely, when the voltage decreases, the tension of the spring returns the armature moving to its rest position.

Ainsi, en soumettant le dispositif à un signal de tension en forme de créneaux, on peut générer des mouvements alternatifs. Comme représenté à la figure 2, et conformément à l'invention, les doigts 6 de l'armature fixe 1 comportent à leurs extrémités une pointe 61 dont les faces forment, avec la verticale perpendiculaire à la surface latérale 62 du doigt 6, un angle af 1 ou af 2, compris entre 0 et 90 . Dans une variante, l'angle peut être orienté de l'autre côté par rapport à la verticale perpendiculaire à la surface des doigts interdigités et de façon à former une extrémité qui n'est pas convexe comme représentée sur la figure, mais qui est concave. L'extrémité n'étant alors pas une pointe mais formant un dièdre rentrant. Les doigts interdigités 8 de l'armature mobile 3 comportent à leurs extrémités également une pointe 81 dont les faces forment, par rapport à la perpendiculaire aux faces latérales 82 du doigt 8, un angle al m ou a2m qui peut être compris entre 0 et 90 . Thus, by subjecting the device to a crenellated voltage signal, reciprocating motions can be generated. As represented in FIG. 2, and according to the invention, the fingers 6 of the fixed armature 1 comprise at their ends a point 61 whose faces form, with the vertical perpendicular to the lateral surface 62 of the finger 6, an angle af 1 or af 2, ranging from 0 to 90. In one variant, the angle may be oriented on the other side with respect to the vertical perpendicular to the surface of the interdigitated fingers and so as to form an end that is not convex as shown in the figure, but which is concave . The end is not a point but forming a dihedral entering. The interdigitated fingers 8 of the mobile armature 3 also have at their ends a point 81 whose faces form, relative to the perpendicular to the lateral faces 82 of the finger 8, an angle al m or a2m which can be between 0 and 90 .

Dans une variante, ces angles peuvent être opposés par rapport à la perpendiculaire à la surface latérale des doigts et ainsi former non pas une pointe mais un dièdre rentrant. En outre, les faces latérales 82 du doigt 8 de l'armature mobile 3 comportent une pluralité d'encoches 83, chaque encoche a une largeur L et une hauteur h, et deux encoches adjacentes sont séparées par une nervure 84 ayant une largeur dd. Chaque nervure a des faces latérales 85 inclinées d'un angle a par rapport à une perpendiculaire à la surface latérale 82 du doigt de l'armature mobile 3. Du fait des pointes prévues aux extrémités des doigts de l'armature fixe et de l'armature mobile, et des encoches prévues sur les doigts de l'armature mobile, les caractéristiques électrostatiques des condensateurs constitués par les deux armatures sont fonction non seulement de la distance entre les surfaces 62 et 82 d'un doigt de l'armature fixe et d'un doigt de l'armature mobile côte à côte, mais également du taux d'interpénétration de l'armature mobile dans l'armature fixe. Du fait de cette incidence de la pénétration de l'une des armatures par rapport à l'autre sur les caractéristiques électrostatiques du dispositif, la force de rapprochement des deux armatures qui résulte d'une tension électrique n'est plus seulement fonction de la tension à laquelle sont soumises les deux armatures, mais également de l'interpénétration d'une armature par rapport à l'autre. Il résulte de cette relation qu'il est possible de mesurer la position de l'une des armatures par rapport à l'autre en utilisant un moyen 11 de mesure de la capacité électrique instantanée du dispositif (visible à la figure 1). Cette mesure de capacité électrique peut être effectuée par exemple en utilisant un courant alternatif à fréquence élevée et en mesurant l'impédance aux bornes des armatures. Il est alors possible de piloter le dispositif en mesurant à tout instant la position d'une armature par rapport à l'autre et en régulant l'effort de rapprochement des deux armatures en commandant la tension à laquelle sont soumises les deux armatures, en fonction de la mesure instantanée de la position d'une armature par rapport à l'autre de façon à respecter une loi d'évolution de la distance en fonction du temps pré-établie. Pour cela, on connecte aux bornes des armatures 6 et 8, en parallèle avec la source de tension 10, un dispositif de mesure de capacité instantanée 11 par mesure d'impédance, connu de l'homme du métier, et on envoie la mesure d'impédance à un moyen de commande 12 du générateur de tension 10. Ce moyen de commande étant par exemple un ordinateur. Lorsque les encoches, qui sont des rainures parallèles à elles-mêmes s'étendant sur la largueur sur chacun des doigts de l'armature mobile, sont disposées de façon régulière, c'est-à-dire ayant des largueurs identiques et des écartements identiques, l'évolution de la force de rapprochement des deux armatures en fonction de l'interpénétration de l'armature mobile et de l'armature fixe est non plus constante comme représentée par la courbe 100 à la figure 4, relatives à des armatures sans encoches, mais varie continûment avec le taux d'interpénétration des armatures. La variation de l'effort de rapprochement des deux armatures en fonction du taux d'interpénétration dépend de la répartition des encoches. Comme représenté par la courbe 101 à la figure 4, relative à des armatures comportant des encoches réparties régulièrement à la surface du doigt du peigne de l'armature mobile, lorsque les encoches sont toutes identiques et équidistantes, la force d'attraction varie de façon linéaire avec l'interpénétration des deux armatures. Mais, il est possible d'obtenir des lois de variations différentes en utilisant d'autres répartitions d'encoches, telles que les répartitions qui sont représentées aux figures 5A à 5F. A la figure 5A, les encoches 91A d'une face sont réparties régulièrement et sont relativement serrées et étroites, et les encoches 91B de l'autre face sont réparties régulièrement mais plus larges et moins serrées que sur la première face. Ces encoches sont inclinées généralement en direction de l'arrière du doigt. Elles conduisent à un effort de traction qui s'accroît lorsque le doigt pénètre à l'intérieur de l'armature fixe. Du fait de la différence de largueur des encoches, les irrégularités de force qui résultent de la succession d'encoches sont fortement atténuées. A la figure 5B. on a représenté un doigt dans lequel les encoches 91B d'une des faces et 92B de la deuxième face, varient le long du doigt interdigité. Les encoches 91B de la face supérieure sont plus serrées à proximité de la pointe et moins serrées du côté support du doigt, alors que les encoches 92B de la face inférieure sont écartées et larges au voisinage de la pointe et peu resserrée au voisinage du pied de l'encoche. In a variant, these angles may be opposite to the perpendicular to the lateral surface of the fingers and thus form not a tip but a re-entrant dihedron. In addition, the lateral faces 82 of the finger 8 of the movable armature 3 comprise a plurality of notches 83, each notch has a width L and a height h, and two adjacent notches are separated by a rib 84 having a width dd. Each rib has side faces 85 inclined at an angle with respect to a perpendicular to the lateral surface 82 of the finger of the movable armature 3. Due to the tips provided at the ends of the fingers of the fixed armature and the mobile armature, and notches provided on the fingers of the mobile armature, the electrostatic characteristics of the capacitors constituted by the two armatures are a function not only of the distance between the surfaces 62 and 82 of a finger of the fixed armature and of a finger of the mobile armature side by side, but also the rate of interpenetration of the movable armature in the fixed armature. Due to this effect of the penetration of one of the armatures relative to the other on the electrostatic characteristics of the device, the force of approaching the two armatures resulting from a voltage is no longer only a function of the voltage to which are subject the two frames, but also the interpenetration of a frame relative to the other. It follows from this relationship that it is possible to measure the position of one of the armatures relative to the other using a means 11 for measuring the instantaneous electrical capacitance of the device (visible in FIG. 1). This measurement of electrical capacitance can be carried out for example by using a high-frequency alternating current and by measuring the impedance at the terminals of the armatures. It is then possible to control the device by measuring at any moment the position of one armature relative to the other and by regulating the effort of bringing the two armatures closer together by controlling the tension to which the two armatures are subjected, in function instantaneous measurement of the position of one armature relative to the other so as to respect a law of evolution of the distance as a function of time pre-established. For this purpose, the terminals of the plates 6 and 8 are connected, in parallel with the voltage source 10, an instant capacitance measurement device 11 by impedance measurement, known to those skilled in the art, and the measurement of impedance to a control means 12 of the voltage generator 10. This control means being for example a computer. When the notches, which are grooves parallel to themselves extending over the width on each of the fingers of the movable armature, are arranged in a regular manner, that is to say having identical widths and identical spacings the evolution of the force of approach of the two reinforcements as a function of the interpenetration of the moving armature and the fixed armature is not constant either as represented by the curve 100 in FIG. 4, relative to armatures without notches but varies continuously with the rate of interpenetration of reinforcement. The variation of the force of approach of the two reinforcements as a function of the interpenetration rate depends on the distribution of the notches. As represented by the curve 101 in FIG. 4, relative to reinforcement having notches regularly distributed on the surface of the comb finger of the moving armature, when the notches are all identical and equidistant, the attraction force varies so linear with the interpenetration of the two frames. But, it is possible to obtain laws of different variations by using other slot distributions, such as the distributions shown in Figures 5A-5F. In FIG. 5A, the notches 91A of one face are evenly distributed and are relatively tight and narrow, and the notches 91B on the other face are evenly distributed but wider and less tight than on the first face. These notches are inclined generally toward the back of the finger. They lead to a traction force which increases when the finger penetrates inside the fixed armature. Because of the difference in width of the notches, the force irregularities that result from the succession of notches are strongly attenuated. In Figure 5B. there is shown a finger in which the notches 91B of one of the faces and 92B of the second face, vary along the interdigital finger. The notches 91B of the upper face are tighter near the tip and less tight on the support side of the finger, while the notches 92B of the lower face are spaced and wide near the tip and not tightened in the vicinity of the foot of the notch.

A la figure 5C, on a représenté un troisième mode de réalisation possible des encoches dans lequel les encoches de la face supérieure 91C et de la face inférieure 92C ont des profondeurs qui sont variables au fur et à mesure que l'on s'éloigne de la pointe du doigt. A la figure 5D, les encoches 91D et 92D sont inclinées de façon différente selon la face sur laquelle elles sont disposées. Les encoches disposées sur la face inférieure du doigt 92D sont inclinées vers l'arrière, c'est-à-dire vers l'arrière par rapport à la tête du doigt, alors que les encoches de la face supérieure 91D sont inclinées en sens inverse, c'est-à-dire vers l'avant. FIG. 5C shows a third possible embodiment of the notches in which the notches of the upper face 91C and the lower face 92C have depths which are variable as one moves away from the tip of the finger. In Figure 5D, the notches 91D and 92D are inclined differently depending on the face on which they are arranged. The notches arranged on the lower face of the finger 92D are inclined towards the rear, that is to say towards the rear relative to the head of the finger, while the notches of the upper face 91D are inclined in the opposite direction , that is, forward.

II en résulte que les efforts générés par une tension sur la face inférieure sont des efforts qui tendent à augmenter l'interpénétration des doigts ou des armatures interdigitées alors que les encoches de la face supérieure tendent à exercer un effort en sens inverse. Sur la figure 5E, on a représenté des encoches, 91E et 92E qui sont inclinées toutes en direction de la pointe de la dent. Avec cette disposition des encoches, les efforts exercés de rapprochement des deux armatures ont tendances à diminuer au fur et à mesure que l'interpénétration des armatures augmente. A la figure 5i', on a représenté un doigt comportant sur la face 30 supérieure une encoche 91F dont une première partie est inclinée dans un sens et la deuxième partie inclinée dans l'autre, et à la face inférieure des encoches 92F qui sont beaucoup plus larges que à la partie supérieure. Avec une telle disposition, on peut obtenir un effort par le rapprochement des armatures interdigitées qui évoluent d'abord dans le sens croissant puis dans le sens décroissant au fur et à mesure que l'interpénétration des deux armatures augmente. On comprend donc que avec de telles armatures, il est possible de prévoir des dispositifs dont le comportement peut être piloté de façon plus souple que les dispositifs dont le mode de fonctionnement ne dépend que de la tension à laquelle sont soumises les deux armatures. It follows that the forces generated by a tension on the lower face are efforts that tend to increase the interpenetration of fingers or interdigital armatures while the notches of the upper face tend to exert a force in the opposite direction. In FIG. 5E, notches 91E and 92E are shown which are inclined all towards the tip of the tooth. With this arrangement of the notches, the exerted forces of approximation of the two reinforcements tend to decrease as the interpenetration of the reinforcements increases. In FIG. 5i ', there is shown a finger having on the upper face a notch 91F, a first portion of which is inclined in one direction and the second part inclined in the other, and in the lower face of the notches 92F which are many wider than at the top. With such an arrangement, it is possible to obtain a force by bringing together the interdigital armatures which first evolve in the increasing direction then in the decreasing direction as the interpenetration of the two armatures increases. It is therefore understood that with such reinforcements, it is possible to provide devices whose behavior can be controlled more flexibly than the devices whose mode of operation depends only on the voltage to which the two frames are subjected.

Les armatures étant relativement proches les unes des autres, il peut apparaître des effets de pointe. Aussi, afin de limiter les effets de pointe, les extrémités des doigts des armatures, ou les nervures de séparation de deux encoches successives, peuvent être arrondies comme cela est représenté à la figure 3 dans laquelle le doigt 6' de l'armature fixe comporte une extrémité 61' ayant une section en forme d'ogive ne comportant pas d'arête aigue. Il en est de même de l'extrémité 81' du doigt 8' d'une armature mobile, qui est en forme d'ogive. En outre, les nervures 84' de séparation des encoches 83' comportent des extrémités' arrondies. Avec ces dispositions, il est possible de soumettre les armatures à des tensions électriques très élevées sans qu'il y ait de claquage. Les dispositifs qui viennent d'être décrits sont des dispositifs électrostatiques peuvent être des actionneurs quand ils sont soumis uniquement à des tensions. Ils peuvent être des capteurs lorsqu'ils sont équipés uniquement de moyens de mesure instantanée de la capacité électrique. Et iils peuvent également être des actionneurs pilotés en utilisant une mesure de la position précise des deux armatures l'une par rapport à l'autre pour commander la tension d'alimentation des armatures de façon à piloter le mouvement de l'armature mobile. Dans un autre mode de réalisation, les deux armatures sont des armatures de circuit magnétique réalisées en matériau magnétique et comportent en outre des moyens pour générer des champs magnétiques. The armatures being relatively close to each other, it can appear peak effects. Also, in order to limit the peak effects, the ends of the fingers of the reinforcements, or the separation ribs of two successive notches, may be rounded as shown in Figure 3 in which the finger 6 'of the fixed armature comprises an end 61 'having a pointed section having no sharp edge. It is the same for the end 81 'of the finger 8' of a movable armature, which is in the form of a warhead. In addition, the ribs 84 'for separating the notches 83' have rounded ends. With these provisions, it is possible to subject the armatures to very high electrical voltages without there being breakdown. The devices that have just been described are electrostatic devices can be actuators when they are subjected only to voltages. They can be sensors when they are equipped only with means of instantaneous measurement of the electrical capacitance. And they can also be actuators controlled using a measurement of the precise position of the two frames relative to each other to control the supply voltage of the frames so as to control the movement of the moving armature. In another embodiment, the two armatures are magnetic circuit armatures made of magnetic material and further comprise means for generating magnetic fields.

Ces moyens sont pa, exemple des électro-aimants ou éventuellement des éléments permanents. Lorsque ces dispositifs sont des électro-aimants, l'alimentation électrique des électro-aimants peut être pilotée de façon à faire varier selon une loi prédéterminée l'intensité de l'alimentation, et ainsi, réaliser des actionneurs magnétiques. L'homme du métier comprendra que les dispositifs qui viennent d'être décrits peuvent être réalisés avec une grande variété de modes de réalisation des encodes afin de conduire à des comportements particuliers adaptés à des utilisations très diverses. Cependant, un certain nombre de règles doivent de préférence être respecté. En particulier des angles d'inclinaison des nervures de séparation de deux encoches adjacentes, ou les angles des pointes des extrémités des doigts des armatures fixes ou mobiles doivent de préférence être compris entre 60 et 30 , et de préférence être aux environs de 45 . Ainsi, les angles formés par les pointes aux extrémités des doigts des armatures sont de préférence compris entre 30 et 60 et, lorsque les extrémités sont constituées de dièdres rentrants, c'est-à-dire constituées de surfaces concaves, les angles de ces dièdres doivent être compris entre 60 et 120 . Le dispositif qui vient d'être décrit est constitué d'une armature fixe en forme de peigne et d'une armature mobile en forme de peigne également, les doigts des deux peignes s'interpénétrant. Mais, d'autres formes sont possibles. Par exemple, une armature peut comporter des doigts, et l'autre armature des trous, les doigts de la première armature pouvant pénétrer à l'intérieur des trous de la deuxième armature. Les doigts peuvent avoir une section rectangulaire, ou plus généralement polygonale, ou une section ronde ou elliptique. D'une façon générale, l'invention est applicable à des dispositifs comprenant deux armatures mobiles l'une par rapport à l'autre, ayant des surfaces complémentaires pouvant se déplacer parallèlement les unes par rapport aux autres sous l'effet d'un champ électrique ou magnétique. Dans le texte, ces armatures sont dites interdigitées . Une arcature peut être fixe par rapport au boîtier du dispositif et l'autre armature montée mobile par rapport au boîtier. En général, c'est l'armature montée mobile qui comprend des doigts comportant des encoches. Les dispositifs qui viennent d'être décrits peuvent avoir des dimensions très variables et l'homme du métier comprendra qu'ils peuvent être aussi bien du type nanométrique que du type métrique ou de tout type intermédiaire. La dimension des dispositifs est adaptée en fonction des utilisations envisagées qui peuvent être très variables. En particulier, les applications peuvent se situer dans le domaine du pilotage du comportement aérodynamique de la carrosserie d'un véhicule automobile. These means are pa, for example electromagnets or possibly permanent elements. When these devices are electromagnets, the power supply of the electromagnets can be controlled so as to vary according to a predetermined law the intensity of the power supply, and thus, to achieve magnetic actuators. Those skilled in the art will understand that the devices which have just been described can be realized with a large variety of embodiments of the encodes in order to lead to particular behaviors adapted to very diverse uses. However, a number of rules should preferably be followed. In particular, angles of inclination of the separation ribs of two adjacent notches, or the tips angles of the ends of the fingers of the fixed or moving armatures should preferably be between 60 and 30, and preferably be around 45. Thus, the angles formed by the tips at the ends of the fingers of the reinforcements are preferably between 30 and 60 and, when the ends consist of re-entrant dihedrons, that is to say made of concave surfaces, the angles of these dihedrons must be between 60 and 120. The device which has just been described consists of a fixed comb-shaped armature and a movable comb-shaped armature as well, the fingers of the two combs interpenetrating each other. But, other forms are possible. For example, one frame may have fingers, and the other frame holes, the fingers of the first frame can penetrate inside the holes of the second frame. The fingers may have a rectangular section, or more generally polygonal, or a round or elliptical section. In general, the invention is applicable to devices comprising two armatures that are movable relative to each other, having complementary surfaces that can move parallel to each other under the effect of a field. electric or magnetic. In the text, these frames are called interdigital. An arcature may be fixed relative to the housing of the device and the other frame mounted movable relative to the housing. In general, it is the mounted mounted frame which includes fingers having notches. The devices which have just been described may have very variable dimensions and those skilled in the art will understand that they may be of the nanometric type as well as the metric type or any intermediate type. The size of the devices is adapted according to the envisaged uses which can be very variable. In particular, the applications may be in the field of controlling the aerodynamic behavior of the bodywork of a motor vehicle.

Claims

1. interdigitated reinforcement device consisting of a first armature (1) and a second armature, (3), the first armature (1) having at least one surface (62, 62 ') facing a surface complementary (82, 82 ') of the second armature (3), the first and the second armature being able to move relative to each other parallel to their complementary surfaces, characterized in that at least an armature (3) has on one surface (82, 82 ') facing one surface (62, 62') of the other armature (1), at least one notch (83, 83 ', 91A, 92A, 91B, 92B, 91C, 92C, 91D, 92D, 91E, 92E, 91F, 92F) having lateral faces (85) inclined relative to the perpendicular to the surface (82, 82 ') of the complementary armature of a surface of the other armature (8).

2. Device according to claim 1, characterized in that the side faces (85) of the notch (83) are inclined relative to the perpendicular to the surface of the armature by an angle of between 30 and 60.

3. Device according to claim 1 or claim 2, characterized in that at least one notch (83 ') is delimited by ribs (84') whose edges are rounded.

4. Device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises a plurality of notches (91A, 92A, 91B, 92B, 91C, 92C, 91D, 92D, 91E, 92E, 91F, 92F ) parallel to each other, the distances of a notch to an adjacent notch, and / or the widths of the notches being variable from one notch to another.

5. Device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it comprises a plurality of notches at regular intervals.

6. Device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that one armature comprises at least two notches whose side faces are inclined, the side faces of a notch (91A, 91B, 91C, 91E , 91 F) being inclined in opposite directions with respect to the lateral faces of the other notch (92A, 92B, 92C, 92E, 92F).

7. Device according to any one of claims 1 to 6, characterized in that at least one armature (1, 3) comprises at least one finger (6, 6 ', 8, 8'), at least one finger (8 , 8 ') of an armature (3) having a surface (82, 82') having at least one notch.

8. Device according to claim 7, characterized in that the surface of the end (61, 61 ', 81, 81') of a finger of a frame is either a concave surface consisting for example of a returning dihedron having an apex angle of between 60 and 120, being a convex surface consisting of an outgoing dihedron having an apex angle of between 60 and 120 or having a rounded section so as not to have an acute edge.

9. Device according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the interdigital armatures (1, 3) constitute the armatures of a capacitor, and in that the armatures consist of either an electrically conductive material such silicon, or an electrically insulating material covered with a conductive surface layer of electricity.

10. Device according to claim 9, characterized in that the interdigital armatures (1, 3) are connected to at least one means (10) for generating an electrical voltage so as to provide an actuator or a means for measuring the instantaneous capacitance. the capacitor constituted by the interdigitated reinforcements so as to constitute a position sensor of the movable armature relative to the fixed armature.

11. Device according to claim 10, characterized in that it comprises means (10) for generating an electrical voltage, means (11) for measuring the position of the movable armature relative to the fixed armature, and a means (12) for controlling the voltage generated by the voltage generator (10) as a function of the relative position of the two interdigital armatures (1, 3).

12. Device according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the interdigital armatures are magnetic reinforcements, and in that it comprises means for generating a magnetic field in at least one armature that can be controlled so as to constitute an actuator.