Brevet FR2239745A1 — publié le 19750228

L'invention concerne une bobine d'allumage, notamment un induit d'allumage pour magnéto de moteurs a' combustion interne, comportant un noyau en fer ainsi qu'un corps isolant fixé sur lui et portant un enroulement primaire et un enroulement secondaire, le debut de l'enroulement secondaire place extérieurement et se composant de plusieurs couches étant branché en série avec l'extrémité de itenroulement primaire, I'extrémité de l'enroulement secondaire portant une connexion haute tension pour un câble d'allumage. L'enroulement secondaire des bobines d'allumage et induits d'allumage connus pour moteurs à combustion interne se compose d'un très grand nombre de spires en fil fin enroulées par couches avec éléments isolants intermédiaires. Dans cet enroulement est induite la tension d'allumage nécessaire pour l'allumage du moteur à combustion interne. Suivant le dimensionnement de la bobine d'allumage, il s'établit alors à chaque processus d'allumage une impulsion de haute tension avec une vitesse de croissance de 500 V à 5 kV par ps jusqu'a' une valeur de tension de 10 kV à 15 kV. Lors de l'éclatement de ltétincelle d'allumage sur les électrodes d'une bougie d'allumage, cette impulsion disparaît en un petit nombre de ns. Ces variations de tension a haute fréquence provoquent des différences de sollicitation à la tension des éléments isolants intermédiaires individuels des diverses couches d'enroulement. L'expérience a montré que les couches initiales et finales de l'enroulement secondaire sont en particulier très fortement sollicitées à la tension. En examinant des bobines d'allumage hors service, on a constaté que les claquages de tension s'étaient produits au début et à ltextremité de l'enroulement secondaire. Pour améliorer la résistance à la tension-de telles bobines à haute tension, il est connu de réaliser les couches de début et dtextrémité avec un isolant intermédiaire renforcé et, pour réduire, la tension des couches, d'enrouler la couche de début et la couche d'extrémite avec un écartement important entre spires. On a cependant constaté qu'il n'e'tait pas possible d'obtenir avec de telles dispositions une amélioration décisive de la résistance à la tension. L'invention a pour but d'améliorer de façon importante la résistance aux chocs de tension des bobines d'allumage et des induits d'allumage par une répartition de haute tension la plus régulière possible sur toutes les couches de l'enroulement secondaire lors de l'établissement de la tension d'allumage nécessaire au déclenchement de l'allumage des moteurs à combustion interne, L'invention part alors de la considération suivant laquelle, pour les impulsions de tension à grande vitesse de croissance et de chute, la répartition de la tension sur les faces frontales des enroulements dépend en premier lieu des capacités des couches entre elles et par rapport au noyau en fer se trouvant au potentiel de masse ou est influencée par ces capacités. L'invention concerne à cet effet une bobine du type ci-dessus caractérisée en ce que la capacité de la couche de début et de la couche d'extrémité de l'enroulement secondaire est au moins égale à la capacité des couches se trouvant entre elles. On obtient ainsi la répartition de tension désirée qui décharge la couche de début et la couche d'extrémité de l'enroulement secondaire. On est ainsi assuré que lors de l'établissement des impulsions de tension d'allumage à haute fréquence, la couche de début et la couche d'extrémité ne sont pas chargées â une tension supérieure à celle des couches se trouvant entre elles. En conséquenceS les bobines d'allumage et les induits d'allumage conformes à l'invention présentent une résistance extrêmement élevée aux impulsions de tension. On obtient un mode de réalisation avantageux de l'invention, permettant dsaugmenter les capacités de la couche de début et de la couche d'extrémité de l'enroulement secondaire en ce qu'une couche métallique isolée avec recouvrement est disposée au début et à l'extrémité de l'enroulement secondaire, cette couche stétendant au moins sur une partie de la largeur- des couches de l'enroulement secondaire. L'invention sera mieux comprise en regard de la description ci-après et des dessins annexés représentant un exemple de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - La figure 1 représente un induit d'allumage destiné à une magnéto et comportant un enroulement primaire ainsi qu'un enroulement secondaire; - La figure 2 est un schéma d'équivalence des capacités des couches et du trajet d'étincelle de la bougie d'allumage; - La figure 3 est une vue schématique de la couche de début de l'enroulement secondaire, cette couche étant munie d'une feuille métallique; - La figure 4 représente le recouvrement isolé de cette feuille métallique; - La figure 5 représente la couche d'extrémité de I'enroulement secondaire munie d'une autre feuille métallique. L'induit d'allumage désigné par 10 sur la figure 1 fait partie d'une magnéto non représentée et destinée à l'équipement des moteurs à combustion interne. Cet induit est fixé sur une plaque d'induit à l'intérieur d'une roue polaire appartenant au générateur magnétique et entraînée par le moteur à combustion interne. L'induit comporte un noyau en fer lamellé 11 présentant deux sabots polaires 12 pour l'entrée et la sortie du flux magnétique provenant de la roue polaire en rotation. Sur le noyau en fer li est disposé un châssis de bobine 13 en matière isolante qui porte un enroulement primaire 14 et un enroulement secondaire 15. L'enroulement primaire 14 est directement bobiné sur le châssis de bobine 13. Il est constitué par un petit nombre de couches de fil isolé 16 qui présente une section relativement grande par rapport au fil 17 (voir figure 3) de l'enroulement-secòndaire 15. L'enroulement secondaire 15, disposé extérieurement sur l'enroulement primaire 14, se compose d'un grand nombre de couches de fil isolé très mince 17. Les Couches sont isolées l'une de l'autre par un isolant intermédiaire 19 en papier. L'enroulement primaire 14 et l'enroulement secondaire 15 sont branchés électriquement en série en ce que l'extrémité du fil 16 de l'enroulement primaire est raccordée au début du fil 17 de l'enroulement secondaire (figure 3). L'extrémité du fil 17 de 1' enroulement secondaire est reliée à une connexion haute tension 20 (figure) servant au raccordement d'un câble d'allumage non représenté. L'enroulement primaire et l'enrou- lement secondaire de l'induit d'allumage 10 sont imprégnés avec une matière isolante et entourés par une enveloppe en matière plastique- 21 conjointement avec la connexion haute tension 20. Lors de la marche d'un moteur à combustion interne, le mode de fonctionnement de l'induit d'allumage est tel que la variation de flux produite dans le noyau en fer 11 par la roue polaire en rotation induit une tension dans l'enroulement primaire et dans l'enroulement secondaire. Lorsque le circuit primaire est fermé, cette tension fait passer un courant primaire dans l'enroulement primaire 14. Au point d'allumage, le courant primaire passant dans l'enroulement primaire 14 est coupé brusquement par un rupteur mécanique ou électronique non représenté. La variation de courant très importante ainsi produite provoque dans l'induit dlallumage 10 une forte variation du flux magnétique.Il en résulte qu'il s'établit dans l'enroulement secondaire 15 à grand nombre de spires, pendant un court instant, une-impulsion de haute tension allant jusqu'à 30 kV qui provoque une étincelle d'allumage sur les électrodes de la bougie d'allumage non représentée. Lors de l'éclatement de l'étincelle d'allumage, la tension d'allumage disparaît brusquement et l'énergie d'allumage se décharge- ensuite suivant une oscillation à haute fréquence, l'étincelle d'allumage étant maintenue dans certains cas pendant plusieurs ms. Lors de l'annulation rapide de la tension pendant l'éclatement de l'étincelle d'allumage- les tensions qui s'établissent entre les différentes couches de l'enroulement secondaire 15 sont essentieliement déterminées par les capacités entre ces différentes couches. Sur la figure 2, on a représenté un schéma d'équivalence pour la distribution de la tension sur. l'enroulement secondaire 15 avec une bougie d'allumage raccordée. Les capacités CL entre les couches individuelles 18 de l'enroulement secondaire 15 sont -alors branchées en série. Le trajet d'étincelle F d'une bougie d'allumage est branché en parallèle avec ces capacités. La couche 18a comportant le début de l'enroulement secondaire 15 présente la capacité CL, tandis que la couche 18e comportant l'extrémité de cet enroulement secondaire 15 présente la capacité CLE.Dans les induits dcallumage connus, la capacité de début qu'â cet emplacement les spires sont enroulées avec un grand écartement, -c'est-a-dire à distance l'une de l'autre et présentent plusieurs éléments isolants intermédiaires. En raison du branchement en série de ces capacités, on n'obtient pas, pendant leur variation de charge, lors du processus d'allumage, une distribution régulière de la tension.La tension régnant sur les capacités CLA et CLE est LA alors notablement plus élevée que la tension régnant sur les capacités intermédiaires CL. I1 en résulte que, lors de la mise hors service de tels induits d'allumage, on constate un claquage par étincelle au début ou à l'extrémité de lVenrou- lement secondaire. Dans l'induit d'allumage 10 on évite, conformément-à l'invention, un tel claquage par étincelle en ce que les capacités CLA et CLE de la couche de début 18a et de la LE couche d'extrémité 18e de l'enroulement secondaire 15 sont au moins égales aux capacités CL des couches intermédiaires 18. L'augmentation des capacités de la-couche de début et de la couche d'extrémité de l'enroulement secondaire 15 est obtenue en ce qu'on dispose une feuille métallique isolée en recouvrement au début et à l'extrémité de l'enroulement secondaire 15. Cette couche métallique sPétendau moins sur une partie de la largeur des couches de lsenroulement secondaire 15. La figure 3 représente les premières couches de l'enroulement secondaire 15 disposé sur l'enroulement primaire 14. Le début du fil dsenroulement secondaire 17, relativement mince, est enroulé plusieurs fois autour de l'extrémité du fil d'enroulement primaire 16, relativement gros et relié électriquement avec lui. On dispose ensuite sur l'enroulement primaire 14, suivant une couche en recouvrement, une feuille métallique en porte-a-faux 22a utilisée en tant que couche métallique, conjointement avec le début de l'enroulement secondaire 15 et une feuille de papier 23a. La figure 4 représente à l'aide d'une coupe agrandie comment sont mutuellement isolées par la feuille de papier 23a les zones en recouvrement de la feuille métallique 22a pour éviter un enroulement dit en court-circuit. La feuille métallique 22a forme, conjointement avec la première spire, lacouche de début 18a de l'enroulement secondaire 15. Etant donné que la feuille métallique 22a s'étend sur toute la largeur de l'enroulement secondaire 15, sa capacité C LA est au moins égale à celle des autres couches de l'enroulement secondaire 15 disposées sur cette feuille. La figure 5 représente schématiquement les -dernières couches 18 avec l'extrémité de l'enroulement secondaire 15 et la connexion de haute tension 20 fixée sur cette extrémité. En raison du nombre prédéterminé des spires de l'enroulement secondaire 15, la dernière couche 18e n'est que partiellement enroulée. Pour augmenter la capacité de couche d'extrémité CLE on a utilisé dans ce cas également, conjointement avec une feuille de papier 23b, une feuille métallique 22b s'étendant sur toute la largeur des couches. De façon similaire à la feuille métallique 22a au début de l'enroulement secondaire 15, la feuille métallique 22b est disposée isolée et en recouvrement. L'extrémité du fil 17 de l'enroulement secondaire est mise en contact avec la connexion haute tension 20 constituée par une bande de tôle 20a et une tige métallique 20b munie d'un filetage pour bois. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation représenté car, au lieu d'une feuille métallique auto-portante, on peut aussi utiliser d'autres types de couches métalliques. I1 est particulièrement avantageux que la couche métallique soit disposée, de préférence par métallisation, sur un côté de la feuille de papier 23a, 23b. On peut aussi utiliser des feuilles de matière plastique sur lesquelles la couche métallique est déposée d'un coté, pour autant qu'on utilise un agent d'imprégnation approprié. Les dispositions décrites pour augmenter la résistance à la tension peuvent être mises en application aussi bien sur les installations d'allumage par magnéto que sur les installations d'allumage par batterie. I1 est alors sans importance qu'il s'agisse de bobines d'allumage ou de transformateurs allumage à noyau en fer ouvert ou fermé. I1 est essentiel pour l'invention que la capacité des couches au début et à Igextrémité de l'enroulement secondaire soit approximativement au moins égale à la capacité des couches intermédiaires. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation ci-dessus décrit et représenté, à partir duquel on pourra prévoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVEND I CAT 10 NS 10) Bobine d'allumage, notamment induit dtallumage pour magnéto de moteurs à combustion interne, comportant un noyau en fer ainsi qu'un corps isolant fixé sur lui et portant un enroulement primaire et un enroulement secondaire, le début de l'enroulement secondaire placé extérieurement et se composant de plusieurs couches étant branché en série avec l'extrémité de l'enroulement primaire, l'extrémité de l'enrou- lement secondaire portant une connexion haute tension pour un cabale d'allumage, bobine caractérisée en ce que la capacité (CL, (CL) des couches (18) se trouvant entre elles. 20) Bobine d'allumage suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'une couche métallique (22a, 22b) isolée avec recouvrement est disposée au début et à l'extrémité de l'enroulement secondaire (15), cette couche s'étendant au moins sur une partie de la largeur des couches de l'enroulement secondaire (15). 30) Bobine d'allumage suivant la revendication 2, caractérisée en ce que la couche métallique (22a, 22b) s'étend -sur toute la largeur des couches de l'enroulement secondaire (15). 40) Bobine d'allumage suivant l'une ou l'autre des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que la couche métallique est constituée par une feuille métallique auto-portante (22a, 22bY enroulée conjointement avec une feuille de matière isolante (23a, 23b? pour former une couche isolée en recouvrement. 50) Bobine d'allumage suivant liune ou l'autre des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que la couche métallique est déposée sur un côté dune feuille de papier. 60) Bobine d'allumage suivant l'une ou l'autre des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que la couche métallique est déposée sur un-côté d'une feuille de matière plastique.