Brevet FR2018758A1 — publié le 19700626

La présente invention se rapporte de façon générale aux dispositifs utilisés pour l'allumage des moteurs â combustion interne et elle concerne plus particulièrement un collecteur pour distributeurs d'allumage électronique, applicable aux moteurs à combustion interne, spécialement aux moteurs de véhicules automobiles ayant un allumage du type à décharge capacitive. Le produit industriel obtenu par la mise en oeuvre de l'invention remplace de façon très avantageuse le système connu, en usage actuellement, dans lequel on utilise des cames et des leviers munis de plots de contact. Comme il est bien connu, le dit distributeur connu se compose d'une série de plots de contact simples ou doubles, ayant chacun deux contacts l'un fixe et l'autre mobile monté sur un bras tourillonnant rappelé par un ressort de rappel assurant une pression mutuelle entre les dits points de contact et un bloc de fibre contre lequel frotte une came à facettes entratnée par l'arbre qui fait tourner le rotor du distributeur. Le dit rotor de distributeur, envoyant des impulsions électriques à chacun des cylindres dans tordre correspondant, est entraîné par une roue dentée en engrènement avec un pignon fixé à l'arbre moteur, le dit entrainement s'effectuant dans un rapport donnant généralement une vitesse moitié de celle de l'arbre vilebrequin, ce rapport assurant l'allumage des cylindres pour les différents temps du cycle du moteur. La borne à haute tension de la bobine passe à travers le distributeur où se trouve un racleur en matière isolante ayant un ressort dont l'extrémité s' appuie constamment contre une borne de charbon, tandis que l'autre extrémité passe très près des fils de chaque bougie d'allumage de façon que, lors de la rotation du rotor, le courant à haute tension circule et franchisse l'intervalle entre le dit ressort racleur et les bornes sous la forme de petites étincelles, en fermant le circuit à travers chaque bougie d'allumage avec retour par la masse. Pour un bon fonctionnement du système, il est nécessaire et indispensable qu'il y ait un excellent réglage, c'est-a-dire que l'écartement ou l'intervalle entre les points de contact doit autre réglé au moyen d'une cale d'épaisseur destinée à maintenir l'angle optimal d'ouverture, car la plus petite variation modifiera l'étincelle. Une étincelle médiocre produite par une telle variation occasionnerait une rotation déséquilibrée du moteur avec par suite une perte de puissance. Les distributeurs de courant, ayant un grand nombre d'élé ment s mobiles, parmi lesquels le rotor tourne à de très grandes vitesses, en rapport direct avec l'augmentation de la vitesse de rotation du moteur, subissent rapidement des effets d'usure sur l'arbre, sur les paliers, sur les points de contact et spécialement sur le bloc de fibre, ce dernier étant précisément le moyen du distributeur pour maintenir un intervalle constant des points de contact et par suite une uniformité précise de l'angle d'ouverture entre ces points de contact. D'autre part, à partir dtun certain nombre de tours du moteur2 généralement au-dessus d'une vitesse d'environ 100 kilomètres à l'heure, il y a entre les points de contact un rebondissement qu'il devient impossible d'éliminer en modifiant la tension du ressort ou du moyen élastique agissant sur les contacts ; cela peut autre le plus grand défaut de l'allumage à un grand nombre de tours par minute et il est particulièrement nocif et grave sur les voitures de course parce qu'il provoque une production intermittente d'étincelles. Une autre difficulté propre à l'allumage traditionnel réside dans la variation de l'angle de contact produit par la dite usure des parties mobiles et des points de contact qui sont progressivement brûlés par l'arc d'ouverture du circuit électriqF et ce problème est supprimé par l'application de l'invention décrite ci-après par suite du fait que, grâce à cette invention, l'angle de contact est défini par les contacts fixes et par le passage d'un balai frotteur dont l'usure n'altère pas les paramètres du dispositif de l'invention. Un but de l'invention est donc d'établir un appareil composé d'un système rotatif à contacts constants, d'un collecteur fixe at d'un balai tournant, ce qui résoud ainsi les divers problèmes posés par le distributeur d'allumage traditionnel des véhicules automobiles. La vitesse de rotation du rotor, qui soulève des difficultés dans les systèmes d'allumage classiques, non seulement cesse d'être un inconvénient dans le dispositif de l'invention, mais au contraire elle devient un avantage supplémentaire, car la force centrifuge agissant sur le balai tournant aide à assurer le contact électn:que en crevant une plus forte adhérence des contacts de lfannesu collecteur et on obtient sont étincelle de meilleure qualité, plus efficace et constante pour toute vitesse de rotation du dispositif. Pour les mimes raisons, l'application du nouveau dispositif qui fait l'objet de l'invention aux moteurs à combustion interne assure de meilleures conditions de fonctionnement car, l'étincelle étant efficace et constante, une combustion complète du mélange combustible est ainsi assurée en diminuant le pourcentage élevé de résidus carbonés déposés ainsi que l'usure prématurée résultante de toutes les parties mécaniques intéressées. Le système d'allumage classique typique fournit donc une énergie qui, convenant au démarrage, diminue quand le nombre de tours par minute du moteur augmente et devient un peu déficiente à la vitesse maximale, précisément quand il devient plus nécessaire d'assurer un allumage correct. Dans le système d'allumage par décharge capacitive, l'unes gie est constante à toute vitesse, la plus importante de ses caractéristiques étant la rapidité de charge et de décharge du condensateur, de telle façon que, la tension étant appliquée plus rapidement à l'intervalle d'étincelle, lNa possibilité de l'accumulation de tension autour de l'intervalle de décharge est réduite et éliminée jusqu'à ce que la valeur nécessaire pour l'arc soit atteinte ; il y a possibilité d'une fuite ou d'une décharge en dehors de l'instant désiré, ce qui entre un allumage médiocre ou la défaillance complète de l'allumage ; ces systèmes soulèvent parfois des difficultés par suite de l'inversion momentanée de la tension par le circuit oscillant du primaire de la bobine et du condensateur. Pour éliminer tous les problèmes énoncés, le dispositif de l'invention paraît constituer la solution idéale. En effet, il permet de résoudre tous les problèmes posés par tout système, car il permet-de fixer l'angle exact requis pour l'allumage de moteurs à combustion interne au moyen d'un dispositif consistait essentiellement en une série de lames ou plaquettes, fixées et disposées selon le nombre des cylindres dans chaque type de moteur en donnant l'angle exact et montées sur un anneau en matière isolante, toutes les lames étant reliées les unes aux autres et une seul sortie étant reliée au système d'allumage électronique. Le balai tournant est monté sur le même arbre du distributeur en venant en contact avec les dites lames ou plaquettes fixes pour alimenter le système électronique.L'adop tion de l'invention dans de tels systèmes d'allumage par décharge capacitive assure une amélioration immédiate sur tout type de moteur et plus spécialement sur ceux à haut régime en augmentant leur rendement, leur stabilité et leur durée de fonctionnement, sans qu'il y ait des variations d'aucune sorte. Un autre but de l'invention est d'éliminer complètement le problème du rebondissement entre les points de contact car les caractéristiques constructives du dispositif permettent qu'à une plus grande vitesse de rotation le contact électrique entre le balai tournant et les lames ou claquettes en arcs de couronne soit plus efficace par suite de l'augmentation de la force centrifuge créée par la vitesse. Encore un autre but de l'invention est de maintenir constant l'angle de chaque contact, car les dites lames ou plaquettes, calibrées et parfaitement dimensionnées pour chaque type de moteur, sont montées sur un anneau diélectrique et ne subissent pas dXusure appréciable, de sorte qu'elles ne peuvent donner lieu à aucune sorte de variations. La durée utile du dispositif selon l'invention est pratiquement sans limite avec une performance optimale constante, tandis que les dispositifs classiques nécessitent une vérification périodique et une réparation après des distances parcourues de l'ordre de 2000 kilomètres. Pour bien faire comprendre l'invention et permettre sa mise en oeuvre, on donnera ci-après une description plus complète et plus détaillée de formes d'exécution préférées de l'invention en référence au dessin annexé, ces formes d'exécution n'étant indiquées qu'à simple titre d'exemples sans aucun caractère limitatif. Âu dessin la figure 1 est une vue schématique d'un système d'allumage électronique dans lequel est incorporé l'objet de l'invention la figure 2 est une vue schématique en perspective d'une forme d'exécution de l'invention la figure 3 est une vue en plan de la forme d-'exécution représentée sur la figure 2 la figure 4 montre une variante de fabrication représentée en plan avec des coupes partielles la figure 5 est une coupe axiale du dispositif représenté sur la figure LC 4 la figure 6 montre une modification constructive du moyen à friction la figure 7 montre une autre variante de construction du bras à friction la figure 8 montre une forme d'exécution différente dans laquelle sont appliqués les principes de l'invention ; et la figure 9 est une coupe axiale partielle de cette dernière forme d'exécution. Dans les différentes figures, les mimes chiffres de référence indiquent des parties identiques ou correspondantes. En principe et dans la forme d'exécution particulière représentée sur les figures 1 à 3, la présente invention comprend une série 1 de lames ou plaquettes, en forme de secteurs de couronne, qui sont appliquées à un système d'allumage électronique classique 2 en étant reliées à lui par un conducteur électrique 3 dont une extrémité est reliée électriquement à la borne 4 associée aux lames 1 reliées en série les unes aux autres tandis que son autre extrémité est reliée à la borne 5 du système électronique 2. La borne 4 est formée par une tige filetée 6 ayant un écrou bloqueur de réglage 7 pour la borne du conducteur 3 et elle est fixée au bottier de section circulaire 8 dans lequel est logé le dispositif de l'invention. Le bottier 8 peut oestre en toute matière, par exemple en fonte. Sur sa plaque de base 9, une pièce annulaire adaptée 10 est disposée contre la paroi cylindrique du dit bottier. Cette pièce annulaire en matière diélectrique comprend une série de lames ou contacts 12 accessibles de l'intérieur du dit corps annulaire. Toutes les lames 12 sont reliées les une aux autres en série, elles sont disposées à la meme distance tes unes des autres et leurs faces internes 11 sont séparées par la matière diélectrique de la pièce annulaire 10. Beys lames 12 sont reliées à la borne de sortie 4. A la plaque de base 9 de la pièce annulaire 10 est associé un prolongement tubulaire 13 formant un manchon à travers lequel passe un arbre 14 entralné en rotation par l'arbre du distributeur ; à l'extrémité supérieure du dit arbre 14 est monté un balai 15 relié électriquement à la masse, dont le rtle est d'établir un contact par son extrémité 17 avec chacune des lames 12 dans la pièce annulaire 10. En venant en contact avec chacune des lames 12, le balai 15 ferne un circuit en transmettant ainsi des impulsions électriques au système électronique qui transmet sa décharge vers chaque bougie d'allumage afin d'établir l'étincelle d'allumage correspondante. Dans la forme d'exécution modifiée représentée sur les figures 4 et 5, on voit que les lames 18 sont montées sur la périphérie d'une roue 19 en matière diélectrique qui est montée sur un arbre 14'. Le bottier 8r porte une tige de connexion 6' réglable dans une position déterminée par un écrou 7' pour permettre de modifier à volonté la tension du ressort en hélice 20 qui rappelle un contact sphérique 21 venant toucher successi vement- les lames 18 formées avec un col à section en demi-cercle. Dans cette forme d'exécution, le dispositif diffère du premier par le fait que le contact à friction est fixe et que les lames tournent. Cette deuxième forme d'exécution permet des modifications dans la construction du contact à friction fixe. Dans le cas de la figure 6, il est constitué par une pièce munie d'une tige 22 portant un sabot de contact 23 tel qu'un patin de charbon ou un élément analogue. Dans une autre variante représentée sur la figure 7, le contact à friction est une roue 24 en matière conductrice convenable qui peut tourner en étant supportée sur un support 25, les moyens de guidage et de rappel étant semblables à ceux du cas précédent. Les figures 8 et 9 montrent encore une autre modification constructive de l'appareil comportant l'utilisation de la présente invention. Dans cette forme d'exécution, le contact à friction est encore fixe et est constitué par un contact 26 placé dans un logement de la pièce annulaire diélectrique 10z. Des lames 18' sont montées sur la périphérie d'un disque 27 monté sur l'arbre 14'. Le fonctionnement est le même dans ces exemples avec cette exception qlae le contact est fixe et que les lames sont mobiles. Sur le collecteur 1 qui est à basse tension dans la première forme d'exécution peut pivoter un collecteur 28 semblable à haute tension dont le rotor 29 est rendu solidaire d'une pièce semblable 15 al moyen d; prolongement de l'arbre 9E2;. Le collecteur à haute tension 28 est muni d'autant de contacts 30 qu'il y a de cylindres dans le moteur, les dits contacts 30 alimentant chacun une bougie d'allumage par l'intermédiaire dtun conducteur 31. Le rotor 29 est d'autre part relié à la bobine -par un conducteur 32. On comprendra que, lors de la mise en oeuvre de l'inventioh on peut envisager diverses modifications pour les détails constructifs et les formes extérieures du dispositif sans s'écarter des principes de base et du cadre de l'invention définie par les revendications annexées. A simple titre d'exemple, on peut signaler que l'allumage électronique indiqué en 2 est du type qu'on peut trouver dans l'ouvrage des Etats-Unis d'kmérique "Transistor Ignition Systems (Handbook)" - Systèmes d'allumage à transistors (manuel) - par Brice Ward, deuxième édition, publié par Howard W. Sams & Co., Inc., à Indianapolis, Etat d'Indiana, Etats-Unis d'kmérique. A la page 126 de cette publication, on trouvera un schéma du dit allumage électronique qui peut être pris comme un simple exemple. R E V E N D I C k T I 0 N S. 1. Collecteur pour distributeurs d'allumage électronique, applicable aux moteurs à combustion interne, spécialement aux moteurs de véhicules automobiles, le dit allumage étant du type à décharge capacitive, caractérisé par le fait qu'il est constitué par une organe capable de contenir une suite de contacts électriques reliés en série, de dimensions calibrées et répartis le long de la circonférence d'un moyen diélectrique dans lequel ces contacts sont incorporés de fagon que leurs surfaces soit maintenues en contact fonctionnel avec un organe à friction logé dans la même circonférence pour former un seul chemin de sortie, cet organe à friction étant constitué par un balai relié à la masse, tandis que les contacts en série sont reliés par un conducteur au système d'allumage électronique. 2. Collecteur pour distributeurs d'allumage électronique, applicable aux moteurs à combustion interne, spécialement aux moteurs de véhicules automobiles, selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le dit moyen diélectrique portant une suite de contacts est constitué par une pièce annulaire logée à l'intérieur d'un bottier de section circulaire, les dits contacts reliés électriquement en série étant disposés sur la surface interne de la dite pièce annulaire diélectrique et constituant le dit seul chemin de sortie qui est relié par un conducteur au système électronique à décharge capacitive, tandis qu'en haut de l'arbre principal du dispositif est monté un balai qui est relié par le dit arbre à la borne de masse du circuit. 3. Collecteur pour distributeurs d'allumage électronique, applicable aux moteurs à combustion interne, spécialement aux moteurs de véhicules automobiles, l'allumage étant du type à décharge capacitive, selon les revendications précédentes, caractérisé par le fait que le dit moyen diélectrique portant la suite de contacts est constitué par une roue sur la périphérie de laquelle -sont montés les contacts présentant une eonfiuration avec un col en demi-cercle. 4. Collecteur pour distributeurs d'allumage électronique, applicable aux moteurs à combustion interne, spécialement aux moteurs de véhicules automobiles, le dit allumage étant du type à décharge capacitive, selon les revendications précédentes, caractérisé par le fait que le dit moyen diélectrique est constitué par une roue portant les contacts et présentant un chemin de glissement cylindrique. 5. Collecteur pour distributeurs d'allumage électronique, applicable aux moteurs à combustion interne, spécialement aux moteurs de véhicules automobiles, le dit allumage étant du type à décharge capacitive, selon les revendications précédentes, caractérisé par le fait que le dit moyen diélectrique consiste en un disque sur la périphérie duquel sont disposés en couronne les dits contacts reliés en série en regard d'un contact fixe à échelons formé dans une pièce annulaire qui est montée sur le bottier contenant l'ensemble. 6. Collecteur pour distributeurs d'allumage électronique, applicable aux moteurs à combustion interne, -spécialement aux moteurs de véhicules automobiles, le dit allumage étant du type à décharge capacitive, selon les revendications précédentes, caractérisé par le fait que les dits contacts sont disposés en un nombre correspondant au nombre de pistons du moteur auquel ils- sont appliqués. 7.- Collecteur pour distributeurs d'allumage électronique, applicable aux moteurs à combustion interne, spécialement aux moteurs de véhicules automobiles, le dit allumage étant du type à décharge capacitive, selon les revendications précédentes, caractérdsé par le fait que les dits contacts calibrés sont dispo- sés sur la matière diélectrique en des positions écartées d'une distance constante déterminant l'angle exact des contacts. 8. Collecteur pour distributeurs d'allumage électronique, applicable aux moteurs à combustion interne, spécialement aux moteurs de véhicules automobiles, le dit allumage étant du type à décharge capacitive, selon les revendications précédentes, caractérisé par le fait que le dit boftier est rempli d'une huile diélectrique. 9. Collecteur pour distributeurs d'allumage électronique, applicable aux moteurs à combustion interne, spécialement aux moteurs de véhicules automobiles, le dit allumage étant du type à décharge capacitive, selon les revendications précédentes, caractérisé par le fait que-la dite seule sortie est une tige filetée ayant un écrou appliqué latéralement sur la paroi extérieure du bottier. 10. Collecteur pour distributeurs d-'allumage électronique, applicable aux moteurs à combustion interne, spécialement aux moteurs de véhicules automobiles, le dit allumage étant du type à décharge capacitive, selon les revendications précédentes, caractérisé par le fait que le dit organe à friction est-constitué par un balai tournant monté sur l'arbre de distributeur et établissant un contact fonctionnel avec les pièces de contact réparties le long de l'anneau formant le chemin de glissement. 110 Collecteur pour distributeurs d'allumage électronique, applicable aux moteurs à combustion interne, spécialement aux moteurs de véhicules automobiles, le dit allumage étant du type à décharge capacitive, selon les revendications précédentes, caractérisé par le fait que le dit organe à friction est constitué par une sphère contre laquelle presse un ressort retenu dans un logement tubulaire et par une tige filetée réglable par un écrou. 12. Collecteur pour distributeurs d'allumage électronique, applicable aux moteurs à combustion interne, spécialement aux moteurs de véhicules automobiles, le dit allumage étant du type à décharge capacitive, selon les revendications précédentes, caractérisé par le fait que le dit organe à friction est constitué par une pièce munie dîun patin de contact portant une tige. 13. Collecteur pour distributeurs d'allumage électronique, applicable aux moteurs à combustion interne, spécialement aux moteurs pour véhicules automobiles, le dit allumage étant du type à décharge capacitive, selon les revendications précédentes, caractérisé par le fait que le dit organe à friction est fixe et est constitué par une roue en matière électriquement conductrice supportée sur un support relié à la dite borne de sortie.