Brevet FR2339943A1 — publié le 19770826

On sait que,dans un certain nombre de dispositifs magnétiques ou électromagnétiques, on est amené à mettre en oeuvre un circuit magnétique réalisé en une ou plusieurs pièces, la ligne moyenne dudit circuit traversant au moins un entrefer. En général, l'entrefer est ménagé entre les extrémités de deux éléments distincts du circuit, des moyens d'assemblage permettant de solidariser les uns des autres les différents éléments de circuit. Compte tenu des tolérances de fabrication, il est très souvent difficile d'assurer, pour les entrefers de ces circuits magnétiques des valeurs précises bien déterminées.Cet inconvénient a une répercussion sur le fonctionnement du dispositif qui comprend le circuit magnétique en cause car il est connu dans ltétat de la technique que la valeur de entrefer d'un circuit magnétique, tel que celui d'une bobine d'allumage par exemple, influe, pour des fréquences de fonctionnement données sur le rendement du circuit magnétique. En d'autres termes, si les valeurs de l'entrefer ou des entrefers varient en fonction des tolérances de fabrication, les bobines d'allumage ont des caractéristiques dispersées, de sorte que le fabricant ne peut assurer la commercialisation d'une série de bobines ayant des caractéristiques parfaitement reproductibles. Ce type d'inconvénient est susceptible d'intervenir pour la fabrication de bobines d'allumage comportant.un anneau magnétique pratiquement fermé, aux entrefers près, anneau autour duquel sont disposés les enroulements primaire et secondaire ; de telles bobines sont déjà connues de l'état de la-technique et ont été décrites par exemple dans la demande de brevet français nO 75-25324. Dans la réalisation décrite dans la demande de brevet français susmentionnée, l'anneau magnétique est constitué par l'assemblage par surmoulage de deux éléments en équerre, les deux entrefers de l'anneau étant remplis de la matière de surmoulage. Dans ce type de réalisation, la valeur des entrefers risque d'entre essentiellement variable en fonction du positionnement des éléments de l'anneau dans le moule de surmoulage. Par ailleurs, les entrefers peuvent comporter des poussières ou des copeaux métalliques, qui peuvent entre inclus dans la matière surmoulée et diminuer la valeur réelle de l'entrefer.Il en résulte que ce type de réalisation risé, si l'on ne prend pas des précautions appropriées relativement onéreuses, de conduire à ltobtention de bobines d'allumage ayant des caractéristiques présentant une dispersion non négligeable. La présente invention a pour but de proposer l'utilisation d'un élément de jonction reliant les différents éléments d'un circuit magnétique, cet élément de jonction permettant d'assurer la constance de l'entrefer et par conséquent, de réduire considérablement la dispersion des caractéristiques de rendement des dispositifs utilisant les circuits magnétiques ainsi équipés.L'élément de jonction selon l'invention est tout particulièrement utilisable pour la réalisation des bobines d'allumage destinées à produire le courant haute tension nécessaire à l'allumage dans les chambres de combustion d'un moteur à combustion interne, mais 11 utilisation de l'élément de jonction selon l'invention n'est aucunement limitée à ce type d'application. La présente invention a pour objet le produit industriel nouveau que constitue un elément de jonction destiné à assurer la solidarisation de deux parties adjacentes d'un circuit magnétique comportant au moins un entrefer, caractérisé par le fait qu'il est constitué d'une pièce amagnétique comportant au moins deux bourrelets délimités par des surfaces cylindriques ayant leurs génératrices parallèles, ces bourrelets étant reliés entre eux par une âme maintenant leur écartement. Dans la présente description et dans les revendications, on entend par surfaces cylindriques des surfaces générées par le déplacement dune droite parallèle à une direction et s'appuyant sur une directrice quelconque curviligne ou polygonale, ouverte ou fermée. Dans un mode préféré de réalisation, l'élément de jonction comporte plus de deux bourrelets et les lignes moyennes des bourrelets, qui sont disposés -c un meme côté de l'ame, sont dans un meme plan perpendiculaire à lame ; 11 élément de jonction comporte autant de bourrelets de chaque côté de 1 'me ; 1 1élément de jonction peut avantageusement comporter un seul bourrelet de chaque côté de l' me ; l'élément de jonction est réalisé en une matière électriquement isolante : de cette façon, on peut utiliser comme pôle électrique les deux parties de circuit magnétique reliées par l'élément de jonction en cause ; itélément de jonction est réalisé en une matière plastique moulée ; les bourrelets de 1' élé- ment de jonction ont la meme section droite ; les bourrelets de 11 élément de jonction sont des prismes droits ou des cylindres droits avantageusement de révolution ; l'élément de jonction est symétrique par rapport à un plan parallèle aux génératrices des bourrelets et perpendiculaire lns deux tour- relets ; l'élément de jonction comporte un séparateur solidaire de l'amie et disposé entre les lignes moyennes de bourrelet qui sont situées de part et d t autre de l'âme ; le séparateur est ra- lisé en une matière ayant une forte rigidité diélectrique ; le séparateur est un voile sensiblement plan parallèle aux lignes moyennes des bourrelets de l'élément de jonction ; le voile plan constituant le séparateur est disposé selon le plan de symétrie perpendiculaire à l'âme et parallèle aux génératrices des deux bourrelets ; l'élément de jonction comporte des bourrelets qùi sont bordés à au moins une de leurs extrémités par une zone chanfreinée ; les bourrelets ont la même hauteur mesurée parallèlement à leurs génératrices et ltame a une hauteur égale, la bordure de I'âme étant chanfreinée dans la zone comprise entre deux zones de bordure chanfreinées is bourrelets. Les bourrelets de l'élément de jonction selon l'invention sont destinés à entre introduits dans des gorges de forme correspondante pratiquées sur les bordures des deux parties de circuit ma gnétique.que l'on doit assembler, lesdites bordures délimitant 1 entrefer que l'on ménage entre les aeux parties en cause. Il est clair que l'écartement des deux bordures des parties de circuit magnétique est maintenu égal à l'écartement des lignes moyennes des bourrelets de l'élément de jonction dès que lesdits bourrelets sont enfoncés dans leurs logements associés. La mise en place de llélément de jonction, entre les deux parties de circuit magnétique à assembler, peut s'effectuer par tout moyen approprié, et en particulier par emmanchement à la presse, l'élément de jonction étant guidé pour assurer une bonne introduction des bourrelets dans les logements qui leur correspondent. Dans le cas où ltélément de jonction comporte un voile séparateur, il est clair-que l'épaisseur dudit voile est inférieure ou au plus égale à la distànce existant entre les deux bordures des parties de circuit magnétique à assembler : ce séparateur est mis en place entre les deux bordures précitées et il a, de préférence, une surface sensiblement égale à-eelle des bordures des parties de circuit magnétique qui se font vis-à-vis et qui délimitent l'entrefer. L'introduction du voile séparateur dans l'entrefer au moment de la mise en place de l'élément de jonction, permet l'éviction de toutes les poussières ou copeaux métalliques, qui peuvent se trouver dans ledit entrefer. On-voit donc que l'élément de jonction assure à la fois un positionnement relatif rigoureux des parties de circuit magnétique,\qui sont assemblées, et un réglage précis et constant de l'entrefer que l'on ménage entre deux parties adjacentes, sans que la présence initiale de poussières ou de copeaux métalliques puisse Influer sur la valeur de l'entrefer établi. L'élément de jonction comportant un voile séparateur peut être obtenu de façon peu onéreuse par un moulage de matière plastique, par exemple de polyamide. On choisit, de préférence, une matière plastique ayant une bonne rigidité mécanique, pour permettre une mise en place aisée de l'élément de jonction, et ayant une bonne rigidité diélectrique.Dans le cas où le circuit magnétique se compose de deux éléments en équerre, on peut avantageusement disposer un élément de jonction selon l'invention dans chacun des deux entrefers du circuit et l'on constate que la mise en place de ces deux éléments de jonction est suffisante pour assurer une solidarisation mécanique très satisfaisante des deux éléments en équerre. il en résulte que, dans le cas où le circuit magnétique est un anneau quadrangulaire utilisé pour une bobine d'allu- mage sans bain d'huile, il n'est plus obligatoire de prévoir une solidarisation des éléments en équerrepar surmoulage de matière plastique, la simple mise en place des éléments de jonction suf fi- sant pour assurer la cohésion de l'ensemble. On a constaté que les bobines d'allumage, du type de celle décrite dans la demande de brevet français nO 75-25324, réalisées en utilisant deux éléments de jonction selon l'invention, présentaient des caractéristiques magnétiques parfaitement constantes, ce qui permet de régler les entrefers de façon à obtenir un rendement magnétique maximum pour toutes les bobines d'une même série de fabrication. La présente invention a également pour objet le produit industriel nouveau que constitue un dispositif magnétique ou. électromagnétique comportant au moins un circuit magnétique, dont la ligne moyenne traverse au moins un entrefer, ledit circuit étant constitué d'au moins deux parties assemblées délimitant entre elles l'entrefer précité, caractérisé par le fait que l'assemblage des deux parties adjacentes, entre lesquelles est délimité l'entrefer, est réalisé au moyen d'un élément de jonction amagnétique tel que ci-dessus défini, les bourrelets de l'élément de jonction étant insérés dans des gorges rectilignes sensiblement parallèles de section appropriée pratiquées dans les faces des parties de circuit, entre lesquelles est délimité l'entrefer. La présente invention a également pour objet le produit industriel nouveau que constitue une bobine d'allumage destinée à fournir le courant haute tension pour l'allumage d'un moteur à combustion interne, caractérisée par le fait qu'elle utilise un dispositif électromagnétique tel que ci-dessus défini. Le fait d'utiliser pour chaque entrefer d'une bobine d'allumage selon l'invention, un élément de jonction comportant un voile séparateur, permet, si lton se sert d'au moins une des deux parties ainsi reliées de l'anneau magnétique comme liaisons électriques, d'améliorer l'isolement de la bobine vis-à-vis des surtensions pouvant intervenir entre les deux parties du noyau magnétique. On sait, en effet, que, dans ce type de bobine d'allumage, lorsque l'anneau magnétique est formé par l'assemblage de deux éléments en équerre, on peut avantageusement mettre à la masse l'un des éléments alors que l'autre élément estrelié électriquement au point commun existant entre le bobinage primaire et le bobinage secondaire.La présence des voiles séparateurs dans les entrefers permet, lorsque l'on a choisi pour l'organe de jonction une matière plastique à grande rigidité diélectrique, d'améliorer considérablement l'isolation vis-à-vis des surtensions de ltenrou- lement primaire Pour mieux faire comprendre l'objet de l'invention, on va en décrire maintenant, à titre d'exemple purement illustratif et non limitatif, un mode de réalisation représenté sur le dessin annexé Sur ce dessin - la figure 1 représente, en perspective éclatée, un noyau magnétique d'une bobine d'allumage de moteur à combustion interne, ce noyau étant constitué de deux éléments en équerre, destinés à être assemblés par deux éléments de jonction selon l'invention - la figure 2 représente une vue en plan du noyau magnétique de la figure l, après que l'assemblage ait été réalisé par mise en place des deux éléments de jonction En se référant au dessin, on voit que le noyau magnétique représenté sur le dessin est un cadre dont la ligne moyenne est sensiblement carrée, ce cadre étant destiné a être entouré par un bobinage primaire et par un bobinage secondaire, comme il a été décrit, par exemple, dans la demande de brevet français n" 75-25324. Ce noyau magnétique est constitué de deux éléments identiques la, lb ayant chacun une forme en équerre. Chaque élément la ou lb est formé par un empilement de tôles magnétiques. Lorsque les deux éléments la, lb sont rapprochés pour former un carré, comme il est représenté sur la figure 2, ils délimitent entre eux deux zones d'entrefer 3 et 4. Sur les bordures de chacune des zones 3 et 4, les éléments la et lb comportent des gorges Sa, 6a pour l'élément la, 5b, 6b pour l'élément lb.Ces gorges ont un fond en forme de cylindre droit à base circulaire et elles débouchent à l'extérieur par un passage dont la largeur est inférieure au diamètre de la partie cylindrique de la gorge ; les génératrices, qui limitent ces gorges, sont perpendiculaires au plan mayen de l'empilemént de tô- les que constitue chacun des éléments la, lb. Lorsque les éléments la et lb sont mis-en place comme indiqué sur la figure 2 pour former un noyau magnétique carré, les gorges 5 et 5b d'une part, 6a et 6b d'autre part, se font vis-à-vis et les passages par lesquels elles débouchent à l'extérieur, sont situés en face les uns des autres. Les gorges i 5b, 6a, 6b ont identiquement les mêmes dimens ions. L'élément de jonction selon l'invention, désigné par 10 dans son ensemble, est une pièce moulée en une matière plastique connue sous le nom commercial de "Nylon". L'élément de jonction comporte deux bourrelets cylindriques identiques 7 ayant une section droite circulaire et une longueur égale à la hauteur de l'em- pilement de tales dont est constitué l'élément la ou ltélément lb. Les deux bourrelets 7 sont reliés entre eux par une âme 8 dont le plan moyen passe par les axes de deux bourrelets 7. Le diamètre des bourrelets 7 est sensiblement égal au diamètre des gorges Sa, 6a, 5b, 6b ; l'épaisseur de l'âme 8, dans le sens perpendiculaire à son plan moyen, est sensiblement égale à la largeur du passage par lequel chacune des gorges précitées communique avec l'extérieur. Selon le plan par rapport auquel les deux bourrelets 7 sont symétriques, plan qui est perpendiculaire à l'âme 8 et parallèle aux axes des deux bourrelets, l'élément de jonction comporte un voile séparateur 9 ayant une épaisseur légèrement inférieure i celle de l'entrefer que l'on désire ménager dans les zones 3 et ; la hauteur du voile 9 est égale à la hauteur des bourrelets 7 et de l'âme 8 ; la largeur du voile 9 dans le sens perpeniculaire a plan moyen de l'âme 8, est égale la largeur -es bran.nee ces éléments la et lb. A leurs deux extrémités, les bourrelets 7 pt 1'ame -a comportent un chanfrein conique corresponant à un angle au sommet de 600. Pour assurer la solidarisation des deux éléments la et lb, on met en place ces éléments pour outils forment un noyau magnétique carré comme indiqué sur la figure 2 et on introduit dans les gorges 5a, 5b, les deux bourrelets 7 d'un premier élément de jonc tion lO. Simultanément, on introduit dans les gorges 6a, 6b, les deux bourrelets 7-- d'un autre élément de jonction 10. L'introduc- tion des éléments 10 dans les gorges correspondantes, est facil- tée par les chanfreins coniques qui se trouvent aux extrémités des bourrelets 7 et de 1'arme 8 : les bourrelets 7 pénètrent dans les zones cylindriques des gorges et l'âme 8 se trouve dans les passages par lesquels ces gorges communiquent avec l'extérieur. La mise en place des éléments de jonction 10 peut s'effectuer par tout moyen approprié, par exemple par emmanchement à la presse. On peut prévoir un léger serrage permettant d'éviter toute sortie accidentelle de l'élément de jonction. De préférence, on prévoit un guidage de l'élément de jonction pendant le début de l'emmanchement. Au cours de cet emmanchement, le voile séparateur 9 vient se mettre en place entre les deux bordures dtextrémité des deux éléments la et lb. L'entrefer dans les zones 3 et 4, est réglé par la distance des axes des deux bourrelets 7, cette distance étant bien entendu supérieure au double de la distance existant entre l'axe d'une gorge 5a, 5b ou 6a, 6b et le plan de la bordure d'extrémité des éléments la ou lb qui en est le plus proche Le noyau magnétique carré, qui est ainsi obtenu par assemblage des deux éléments la et lb, présente une résistance mécanique importante et il est pratiquement impossible de détruire l'assemblage ainsi réalisé en appliquant au noyau des efforts même plusieurs fois- supérieurs à ceux qu'il peut être amené à subir au cours de son utilisation. Par ailleurs, lorsque l'on utilise ce noyau magnétique pour une bobine d'allumage, on connecte 11 élément lb à la masse alors que l'élément la est relié au point commun existant entre les enroulements primaires et secondaires de la bobine - la présence des voiles séparateurs 9 dans les zones d'entrefer 3 et 4, permet d'améliorer l'isolation vis-à-vis des surtentions de ltenroulement primaire.De plus, le voile 9 chasse des zones d'entrefer D et 4, au moment de son enfoncement, toute poussière ou copeau métallique qui serait susceptible de s'y trouver, de sorte que 11 entrefer établi ne peut pas être accidentellement et aléatoirement réduit par la présence de ces poussières ou copeaux On assure ainsi sur le noyau magnétique deux entrefers d'épaisseur parfaitement déterminée de sorte que l'on peut régler la valeur de cet entrefer pour obtenir des rendements magnétiques optima. Les caractéristiques magnétiques des bobines d'allumage ainsi fabriquées sont donc parfaitement reproductibles et permettent d'obtenir des rendements magnétiques améliorés. I1 est bien entendu que le mode de réalisation ci-dessus décrit n'est aucunement limitatif et pourra donner lieu à toutes modifications désirables, sans sortir pour cela du cadre de l'in- vention. R E V E N D I C A T I O N S 1 -Elément de jonction destiné à assurer la solidarisation de deux parties adjacentes d'un circuit magnétique comportant au moins un entrefer, ledit-élément de jonction comportant au moins deux bourrelets délimités par des surfaces cylindriques ayant leurs génératrices parallèles, ces bourrelets étant reliés entre eux par une âme maintenant leur écartement, caractérisé par le fait qu'il est réalisé en un matériau amagnétique et qu'il comporte un séparateur solidaire de l t âme et disposé entre les lignes moyennes de bourrelets qui sont situés de part. eut d'autre de l' me. 2 - Elément de jonction selon la revendication 1, caractérisé par le fait qui comporte plus de deux bourrelets et que les lignes moyennes des bourrelets, qui sont disposés d'un même côté de l'âme, sont dans un même plan perpendiculaire à l t ame. 3 - Elément de jonction selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que l'élément de jonction comporte autant de bourrelets de chaque côté de l' mè. 4 - Elément de jonction selon les revendications 1 et 3, prises simultanément, caractérisé par le fait que ltélément de jonction comporte un bourrelet de chaque côté de l'âme. 5 - Elément de jonction selon l'une des revendications l à 4, caractérisé par le fait qu'il est réalisé en une matière électriquement isolante. 6 - Elément de jonction selon la revendication 5, caractérisé par le fait qu'il est réalisé en une matière plastique moulée. 7 - Elément de jonction selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que les bourrelets de l'élément de jonction ont la même section droite. 8 - Elément de jonction selon l'une des revendications 1 à 7 > caractérisé par le fait que les oourrelets de l'élément de jonction sont des prismes droits ou des cylindres droits, avantageusement de révolution. 9 - Elément de jonction selon la revendication 4, carac- térisé par le fait qu'il est symétrique par rapport à un plan parallèle aux génératrices des bourrelets, et perpendiculaire à l'amie qui relie les bourrelets. lO - Elément de jonction selon l'une des revendications l à 9, caractérisé par le fait que le séparateur est réalisé en une matière ayant une forte rigidité diélectrique. 11 - Elément de jonction selon la revendication l0,caracté- risé par le fait que le séparateur est un voile sensiblement plan parallèle aux lignes moyennes des bourrelets de l'élément de jonction. 12 - Elément de jonction selon les revendications 4 et 11 prises simultanément,caractérisé par le fait que le voile plan constituant le séparateur est disposé selon le plan de symétrie perpen diculaire à 1 l'âme et parallèle aux génératrices des deux bourrelets. 13 - Elément de jonction selon l'une des revendications 1 à 12 > caractérisé par le fait que les bourrelets dudit élément de ajonc tion sont bordés à au moins une de leurs extrémités par une zone chanfreinée. 14 - Elément de jonction selon la revendication lD,caracté- risé par le fait que les bourrelets ont la même hauteur mesurée parallèlement à leurs génératrices et que 1'amie a une hauteur égale,la bordure de l'âme étant chanfreinée dans la zone comprise entre deux zones de bordures chanfreinées des bourrelets. 15. - Elément de jonction selon l'une des revendications là 14,caractérisé par le faitque le circuit magnétique est un anneau sensiblement fermé. 16 - Dispositif magnétique ou électromagnétique,comportant au moins un circuit magnétique,dont la ligne moyenne traverse au moins un entrefer > ledit circuit étant constitué d'au moins deux parties assemblées delimitant entre elles l'entrefer précité,caractérisé par le fait que l'assemblage des deux parties adjacentes,entre lesquelles est délimité l'entrefer > est réalisé au moyen d'un élément de jonction amagnétique selon l'une des revendications 1 à 15 > les bourrelets dudit élément de jonction étant enserrés dans des gorges sensiblement rectilignes parallèles de section appropriée pratiquées dans les faces des parties de circuit,entre lesquelles est délimité l'entrefer. 17 - Dispositif selon la revendication 16,utilisant un élément de jonction selon la revendication 11, caractérisé par le fait que les bourrelets,l'âme et le séparateur ont sensiblement la même hauteur que I'entrefer,la largeur du séparateur étant sensiblement égale à celle de l'entrefer et son épaisseur étant inférieure ou au plus égale à l'écartement des deux bordures qui délimitent l'entrefer. 18 - Bobine d'allumage destinée à fournir le courant haute tension pour l'allumage des moteurs à combustion interne, caractérisée par le fait qu'elle utilise un dispositif électromagnétique selon l'une des revendications 15 ou 17.