Brevet FR2476754A1 — publié le 19810828

DISPOSITIF ELEOTROMAGNETIQUE NOrAMMENT POUR L'ALLUMAGE D'UN MOTEUR A COMBUSTION INTERNE. La présente invention a trait à un dispositif électro~ magnétique fournissant cycliquement des impulsions et destiné notamment à commander l'allumage d'un moteur à combustion interne de véhicules automobiles. On sait que, pour assurer l'allumage dans les cylindres d'un moteur à combustion interne, on utilise des allumeurs qui comportent, dans un carter, un arbre entratné en rotation par le moteur lui-même, ledit arbre entratnant des organes qui, au cours.de la rotation de l'arbre, permettent de générer cycliquement des impulsions électriques utilisées pour le déclenchement de l'allumage, Dans les allumeurs électromagnétiques, un aimant permanent génère un flux magnétique qui est amené, par un circuit magnétique approprié, à traverser une bobine d'induction.Dans le circuit magnétique, on prévoit un entrefer variable, de sorte qu'au moment de la variation du flux, la bobine d'induction fournit des impulsions, qui sont utilisées pour déclencher a'allumage. L'entrefer variable est généralement réalisé en faisant déplacer un premier groupe de saillies polaires entratné par l'arbre de l'allumeur par rapport à un second groupe de saillies polaires maintenu fixe par rapport à l'arbre. En général, on prévoit que la bobine d'induction soit portée par le stator pour éviter d'avoir à utiliser un système de contacts glissants pour la récupération des signaux produits par la bobine d'induction. On a déjà proposé un allumeur électromagnétique dans lequel l'un des groupes de saillies polaires est porté par un disque solidaire de arbre de l'allumeur, lesdites saillies étant dans le plan du disque alors que les saillies polaires de l'antre groupe sont parallèles à l'arbre de l'allumeur. Dans une telle réalisation, le passage du flux s'effectue par la section dlextremité des saillies polaires du premier groupe et compte tenu de la valeur réduite de ces sections, il s'avere sothaitable d'avoir un entrefer extremement faible afin que le dispositif puisse générer une impulsion suffisamment importante pour ne pas nécessiter une amplification ultérieure.Or, dans ce dSsposltirs les saillies nolaires radiales sont solidaires do arbre de l'allumeur alors que les saillies polaires axiales sont solidaires du carter ; étant donné qu'au cours de l'usure de l'allumeur, l'arbre prend du jeu par rapport à ses paliers de tourillonnement et, par conséquent, tourne avec un faux-rond de plus en plus accentué, il n'est pas possible de prévoir un entrefer suffisamment réduit entre les saillies polaires des deux groupes sous peine de risquer, en cours d'usage, une collision mécanique entre les saillies polaires du stator et du rotor. Pour éviter cet inconvénient, on a déjà proposé un allumeur, dans lequel les saillies polaires du rotor et du stator sont constituées de dents axiales disposées sur deux surfaces cylindriques coaxiales, dont l'écartement radial définit l'entrefer entre dents. Il est clair que, dans ce dispositif, le passage du flux au moment où deux saillies polaires du rotor et du stator sont en vis-à-vis s'effectue par une surfacerela- tivement grande puisque les saillies sont en vis-à-vis sur toute leur hauteur axiale. On peut donc, dans cette réalisation, tolérer un entrefer plus important pour tenir compte des mouvements de l'arbre par rapport au carter dus à l'usure des paliers de tourillonnement dudit arbre.Cependant, dans cette réalisation, il est nécessaire que les saillies polaires du stator.et du rotor soient des dents parfaitement perpendiculaires au disque, qui les porte, de façon que, dans l'allumeur, les dents soient strictement parallèles à l'axe de 11arbre de l'allumeur et soient bien disposées sur des surfaces cylindriques coaxiales pour éviter tout risque de choc en cours de mouvement. I1 est donc nécessaire pour conformer les dents polaires perpendiculairement à leur disque porteur d'effectuer la fabrication de ces disques en deux temps : dans le premier temps, on effectue le pliage des dents préalablement découpées dans une tôle ; mais ce pliage à l'équerre donne lieu à un retour élastique du métal et, par conséquent, dans un deuxième temps, il est nécessaire de conformer la pièce pliée pour amener les dents à être parfaitement perpendiculaires au plan de leur disque porteur. En outre, il convient de noter-que cette exigence de perpendicularité des dents polaires va à l'inverse de la tendance à l'écartement des dents due à l'action de la force centrifuge sur les dents du disque rotor. De toute façon, le pliage en deux temps des dents des disques rotor et stator est une opération onéreuse.Au surplus, les disques rotor et stator sont nécessairement différents, puisque les surfaces cylindriques, sur lesquelles se trouvent les dents polaires des deux disques, sont coaxiales et de diamètres différents ; il est donc nécessaire pour fabriquer le disque rotor et le disque stator de disposer de deux outils différents, et pour chaque entrefer désiré il faudra des outils différents. La présente invention a pour but de proposer un allumeur électromagnétique permettant d'éviter les inconvénients susmentionnés. Selon l'invention, on a imaginé de disposer les saillies polaires du rotor et du stator venant en vis-à-vis par leur extrémité, de telle sorte que l'entrefer ainsi créé soit un entrefer axial et dans un mode préféré de réalisation on dispose les saillies polaires du rotor et du stator sur la même surrace cylindrique. Le fait que l'entrefer soit axial évite, en premier lieu, toute difficulté mécanique provenant d'un éventuel faux-rond que 'l'arbre pourrait prendre par rapport au carter.Mais, en outre, les disques porteurs des saillies polaires peuvent être fabriqués en une seule opération de pliage car, si les dents ne sont pas strictement parallèles à l'arbre, il ne se produit pas d'inconvénient majeur, dès lors que l'inclinaison n'est pas trop prononcée t en effet, une telle inclinaison n'agit que sur l'angle formé entre les faces d'ex tremité des deux saillies polaires en vis-à-vis et cet angle n'a pratiquement aucune influence sur la définition de l'entre- fer de passage du flux magnétique.Un autre avantage de la disposition proposée selon l'invention provient du rait que le disque rotor et le disque stator peuvent être identiques puisque les saillies polaires se trouvent sur une même surface cylindrique ; on peut donc réaliser la fabrication des deux disques porteurs de saillies polaires au moyen du même outil de pliage, ce qui diminué encore le prix de revient à la fabrication. L'invention permet, en outre, de bénéficier d'un avantage supplémentaire en raison du fait que les saillies polaires ne définissent l'entrefer que par leurs extrêmités et nonpas par toutes leurs surfaces en vis-à-vis de l'arbre de rotation comme c 'était le cas dans le brevet allemand 2 450 752 ; en effet, dans ce brevet, les dents avaient une forme rectangu laire de faible largeur pour que la variation de flux soit suffisamment brutale pour produire une impulsion d'amplitude suffisante et il n'aurait pas été possible d'envisager des dents ayant une base élargie dans la zone de leur raccordement au disque porteur car la variation du flux aurait été trop- progressive ; il en résulte que les dents étaient mal rigidifiées par rapport à leur disque porteur et, par conséquent, étaient sensibles à la force centrifuge ; pour surmonter cette difficulté, on était obligé d'adopter, pour la réalisation des disques porteurs, des épaisseurs de métal suffisantes pour éviter une déformation ; ce fait avait l'inconvénient d'augmenter le prix de revient de la pièce en augmentant la quantité de matière consommée.Au contraire, selon l'invention, l'entrefer étant défini entre les extrêmités des saillies polaires, on peut adopter une forme quelconque pour les surfaces des saillies polaires, qui sont en vis-à-vis de l'arbre de l'allumeur et, en particulier, on peut prévoir pour les saillies polaires une forme de dent trapézoldale dont la grande base se trouve dans la zone de raccordement avec le disque porteur ; dans ce cas, la rigidité de la dent dans sa zone pliée est parfaitement assurée et l'on peut, en conséquence, réduire l'épaisseur de la tôle utilisée pour la fabrication du disque porteur, ce qui améliore le prix de revient.Enfin, l'invention permet de bénéficier d'un dernier avantage dû au fait que l'entrefer défini entre les disques rotor et stator est un entrefer axial : on peut, en effet, prévoir de régler, au moyen de cales de réglage enfilées sur l'arbre de l'allumeur, l'écartement existant entre le disque stator et le disque rotor de sorte que la valeur de l'entrefer est réglable sans aucune difficulté. Comme on l'a mentionné ci-dessus, le fait d'avoir un disque stator solidaire du carter et un disque rotor solidaire de l'arbre présente un inconvénient dû au fait que l'arbre prend du jeu dans ses paliers de tourillonnement au cours de l'usure de l'allumeur. On a déjà décrit dans l'état de la technique, par exemple dans le brevet français 2 288 229, un dispositif permettant d'éviter cet inconvénient en faisant porter le stator non plus par un carter mais par l'arbre de l'allumeur. Il est clair que cette amélioration peut avantageusement être utilisée dans l'allumeur selon l'invention car, dans ce cas, les disques rotor et stator étant tous deux centrés sur le même axe ont une position relative indépendante du faux-rond, que peut prendre l'arbre par rapport au carter.Une telle réalisation permet de réduire les entrefers sans aucun risque et d'augmenter, par conséquent, l'amplitude des impulsions obtenues. La présente invention a, en conséquence, pour objet le produit industriel nouveau que constitue un dispositif électromagnétique fournissant cycliquement des impulsions et destiné notamment à fournir les signaux d'allumage d'un moteur à combustion interne de véhicules automobiles, ledit dispositir comportant, dans un carter, un stator présentant un premier groupe de saillies polaires disposées à la périphérie d'un disque perpendiculaire à l'arbre et un rotor présentant un deuxième groupe de saillies polaires disposées à la périphérie d'un autre disque perpendiculaire à l'arbre, le rotor étant entraîné en rotation par rapport au stator par un arbre tourillonnant dans le carters les saillies polaires d'au moins un groupe étant disposées sensiblement parallèlement à l'axe de l'arbre précité, un aimant permanent et une bobine entourant l'arbre et étant interposés entre les deux disques de sorte que le déplacement des saillies polaires du deuxième groupe par rapport aux saillies polaires du premier groupe provoque des modifications d'entrefer sur le circuit de flux, qui est généra par 17 aimant et qui traverse la bobine, ladite bobine rournissant ainsi les impulsions désirées, caractérisé par le fait que la somme des maxima des longueurs axiales des saillies polaires disposées sensiblement parallèlement à l'axe de l'arbre pris dans chacun des deux groupes de saillies, est légèrement infé- rieure à la distance axiale des deux disques qui les porte, pour ménager un entrefer axial entre les saillies des deux groupes, quand elles viennent en vis-à-vis. Dans un mode préféré de réalisation, toutes les saillies polaires d'un même groupe ont sensiblement la mè'me longueur axiale, les saillies polaires des deux groupes ont la forme de dents trapézoIdales, dont la base se raccorde au disque qui les porte, toutes les dents d'un deux même disque étant identiques ; on peut avantageusement prévoir que les deux disques porteurs de saillies polaires soient identiques et que le disque stator porte la bobine traversée par le flux magnétique, dans une-pre- mière variante, le disque rotor porte l'aimant générateur de flux, alors quea dans une deuxième variante ledit aimant est porté par le disque stator * l'arbre, qui tourillonne dans le carter, est constitue dgun tronçon menant lié au plateau menant d'un dispositif dvance eewstriDuge et d'un tronçon mené lié au plateau mené dudit dispositif 2 avance centrifuge, ledit tronçon 'mené étant solidaire du disque rotor ; le disque stator peut se déplacer en rotation autour de l'axe de l'arbre du dispositif et est lié à la tige de commande d'un disposifiif d'avance à dépression ; le disque stator est porté par et centré sur l'arbre du dispositif ; le disque stator tourillonne par rapport à l'arbre grâce à un palier interposé entre l'arbre et le disque stator, ledit palier s'appuyant par une de ses bases sur le tronçon mené de l'arbre, au moins une cale de réglage axial pouvant être interposée entre le palier et le tronçon mené pour régler 1'entrefer entre les saillies polaires des deux disques ; un noyau magnétique annulaire est solidaire du disque stator et -traverse la bobine > ledit noyau tourillonnant sur le palier, l'aimant du rotor étant un anneau enserré entre le disque rotor et un flasque annulaire, dont la bordure centrale est en vis-àvis du noyau précité pour assurer, avec un entrefer constant, le passage du flux magnétique. 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 une coupe axiale partielle d'un allumeur, selon l'invention I-I de la figure 2, les parties non coupées étant représentées en vue extérieure ; - La figure 2 représente une vue en plan de l'allumeur de la figure 1, lorsque le couvercle est enlevé ; - La figure 3 représente une vue latérale partielle des disques rotor et stator de l'allumeur de la figure 1, selon III-III de la figure 1. En se référant au dessin, on voit que l'on a désigné par 1, dans son ensemble, le carter-de l'allumeur selon l'invention. A sa partie basse, le carter 1 comporte un manchon 2 dans lequel tourillonne le tronçon menant 3 de l'arbre de l'allumeur ; le tronçon 3 est entratné par le moteur à combustion interne (non représenté) auquel est associé l'allumeur selon l'invention. Le carter est fermé, à sa partie supérieure, par un couvercle 4, qui porte en son centre une borne 5 recevant de la bobine d'allumage un courant haute tension et, à sa périphérie, quatre bornes 6 reliées aux bougies d'allumage des cylindres du moteur.Le couvercle 4 est maintenu sur le carter 1 au moyen d'agrares élastiques 7. Latéralement, le carter 1 porte le support 8 d'une pompe à dépression 9, qui est reliée par l'embout 10 à la eanalisation5 ladite pompe à dépression ayant une tige de commande, dont ltextrêmité 11 se trouve à l'int6- rieur du carter 1. Le tronçon menant 3 de l'arbre d'allumeur entratne le plateau menant 12 d'un dispositif d'avance centrifuge à masselottes dont on a désigné par 13 le plateau mené. Le plateau mené 13 est solidaire d'un palier de tourillonnement 14, qui repose par sa base inférieure sur un support 15 lui-meAme soutenu par un palier 16 solidaire du carter ; le palier 14 > réalisé en bronze, est solidaire du disque rotor 17 de l'allumeur et il constitue le tronçon mené de l'arbre d'allumeur.Le tronçon menant 3 se prolonge vers le haut par une aiguille 18a > qui traverse le palier 14 et sur l'extrêmité de laquelle est mis en place le doigt de distribution 19, dont la languette de disrupture distribue aux différentes bornes 6 du couvercle 4 le courant haute tension amené par la borne 5. Le disque rotor 17 porte un aimant annulaire 18 luimême recouvert par un flasque annulaire 19 comportant un collet l9a le long de sa bordure eentralee Les trois pièces 17, 18 et 19 sont solidarisées l'une de l'autre par des rivets 20. Le disque 17 est circulaire et porte à sa périphérie des dents 17a pliées à l'équerre par rapport au disque 17, dans la direction opposée à celle où se trouve le dispositif d'avance centrifuge 12-13. Comme il est bien visible sur la figure ) les dents 17a ont une forme trapézoSdale, dont la grande base est raccordée au disque 17, l'extrêmité libre de ces dents ayant sur une faible longueur, une largeur constante.Le disque 17 porte quatre dents 17a disposées à 900 l'une de l'autre ; il est réalisé par découpe dans une tsle d'acier puis pliage à l'équerre des dents 17a en une seule opération (c'està-dire sans conformation après pliage). Au-dessus du disque rot or 17 est disposé un disque stator 21, dont la structure est en tous points identique à celle du disque 17, le disque stator 21 étant réalisé par les mêmes outils et les mêmes opérations que le disque 17. A sa périphérie, le disque stator 21 comportes par conséquent, quatre dents 21a identiques aux dents 17an étant dirigées en direction du disque 17. Les extrêmités de largeur constante des dents 17a et 21a sont donc en vis-à-vis-et sont séparées par une zone d'entrefer 22.Sur le disque stator 21 est fixée, du côté du disque rotor 17, une bobine d'induction 23, ladite bobine étant traversée en son centre par un noyau magnétique 24, qui tourillonne autour d'un palier 25 réalisé en bronze. Le palier 25 est enfilé sur l'aiguille 18a de l'arbre de l'allumeur. La base inférieure 24a du noyau magnétique 24 pénètre dans le collet 19a du flasque 19, un entrefer constant étant ménagé entre le collet 19a solidaire du disque rotor 17 et l'extremité 24a du noyau 24 solidaire du disque stator 21. le disque stator 21 porte un flasque en matière plastique 26 disposé du côté du disque 21, où ne se trouve pas la bobine, 23. Le flasque 26, lié par rivetage au disque stator 21, est également lié à I'extrmité l1 de la tige de commande de la pompe à dépression, comme il est bien visible sur la figure 2. On voit donc que la position relative des disques rotor et stator peut âtre modifiée, d'une part, en fonction de la vitesse de rotation du moteur, par le dispositif d'avance centrifuge 1213, et d'autre part, en fonction de la dépression dans la canalisation d'admission, par le dispositif d'avance à dépression 9-10-11, le premier agissant sur le disque rotor et le deuxième sur le disque stator. Lorsque le tronçon menant 3 de 1 t arbre de l'allumeur est entraené en rotation par le moteur, le disque rotor 17 est également entratné en rotation par rapport au disque stator 21. Lorsque deux dents 17a et 21a se trouvent en vis-à-vis, comme représenté sur la figure 3, le flux magnétique peut passer aisément du disque 17 au disque 21 en traversant les quatre entrefers 22 existant entre les quatre couples de dents l7a et 21a. Le flux magnétique généré par l'aimant 18 passe donc du disque 17 au disque 21 en traversant les entrefers 22 et il est conduit par le noyau magnétique 24 jusqu'à l'entrefer existant entre ltextrêmité 24a et le collet 19a ; il traverse cet entrefer annulaire et se referme donc par le flasque 19 sur l'aimant 18. Au contraire, lorsque les dents 17a et 21a ne se trouvent pas en vis-à-vis, le flux magnétique ne peut pas passer et l'on voit donc qu'au moment où les dents du disque rotor 17 viennent en vis-à-vis des dents du disque stator 21, il se produit une brusque variation du flux circulant, qui se traduit, aux bornes de la bobine 23, par l'apparition-d'une tension induite. On crée donc une impulsion alternative aux bornes de la bobine 23 à chaque fois que les dents 17a viennent en vis-à-vis des dents 21a. L'amplitude de l'impulsion obtenue peut être réglable, pour une bobine 23 et un aimant 18 donnés, en réglant l'entrefer 22. Ce réglage intervent de façon simple en interposant une cale 27 entre les bases d'appui des paliers 14 et 25. Etant donné que les deux disques stator et rotor sont centrés sur le même axe, la rotation du disque rotor 17 par rapport au disque stator 21 s'effectue de façon constante quelle que soit l'usure de l'allumeur, de sorte que l'entrefer 22 n'est pas modifié par l'usure de l'allumeur et que llimpulsion obtenue reste dons constante an cours du temps. En outre, la réalisation des disques 17 et 21 est économique puisque les deux disques sont identiques et obtenus par un pliage en un seul temps Enfin, la forme trapézovdale des dents assure une bonne rigidité de celles-ci, meme si l'épaisseur de la tsle constitutive des disques 17 et 21 est réduite, ce qui permet encore d'améliorer le prix de revient. Il est bien entendu que le mode de réalisation cidessus décrit n'est aucunement limitatif et pourra donner lieu à toutes modifications désirables, sans sortir pour cela du cadre de 1'invention. REVENDICATIONS 1 - Dispositir électromagnétique fournissant cycliquement des impulsions et destiné notamment à fournir les signaux a'allumage d'un moteur à combustion interne de véhicules automobiles, ledit dispositif comportant dans un carter, un stator présentant un premier groupe de saillies polaires disposées à la périphérie d'un disque perpendiculaire à l'arbre et un rotor présentant un deuxième groupe de saillies polaires disposées à la périphérie d'un autre disque perpendiculaire à l'arbre, le rotor étant entratné en rotation par rapport au stator par un arbre tourillonnant dans le carter, les saillies polaires d'au moins un groupe étant disposées sensiblement parallèlement à l'axe de 11 arbre précité, un aimant perament et une bobine entourant 1'arbre et étant interposés entre le w sques, de sorte que le déplacement des saillies polaires du deuxième groupe par rapport aux saillies polaires du premier groupe provoque des modifications d'entrefer sur le circuit de flux, qui est généré par l'aimant et qui traverse la bobine, ladite bobine fournissant ainsi les impulsions désirées, caractérisé par le fait que la somme des maxima des longueurs axiales des saillies polaires (17a, 21a) disposées sensiblement parallèlement à l'axe de l'arbre (3-18a) pris dans chacun des deux groupes de saillies est légèrement inférieure å la distance axiale des deux disques (17,21) qui les porte, pour ménager un entrefer axial (22) entre les saillies (17a, 21a) des deux groupes, quand elles viennent en vis-à-vis. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les saillies polaires (17a, 21a) des deux groupes sont disposées sensiblement parallèlement à l'axe de l'arbre (3-18a) et selon une même surface cylindrique de mgme axe que l'arbre (3-18a). 3 - Dispositir selon la revendication 2, caractérisé par le fait que toutes les saillies polaires (17a ou 21a) d'un même groupe ont sensiblement la même longueur axiale. 4 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que les saillies polaires (17a, 21a) des deux groupes ont la forme de dents trapézoidales, dont la grande base se raccorde au disque (17, 21) qui les porte, toutes les dents d'un même disque étant identiques. 5 - Dispositif selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisé par le fait que les deux disques (17,21) porteurs de saillies polaires sont identiques. 6 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait que le disque stator porte la bobine (23) traversée par le flux magnétique. 7 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le disque rotor (17) porte l'aimant (18) générateur de flux. 8 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que le disque stator (21) porte l'aimant (18) générateur de flux. 9 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que l'arbre, qui tourillonne dans le carter (1) est constitué d'un tronçon menant (3) lié au plateau menant (12) d'un dispositif d'avance centrifuge et d'un tronçon mené (14) lié au plateau mené (13) dudit dispositif d'avance centrifuge, ledit tronçon mené (14) étant solidaire du disque rotor (17). 10 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé par le fait que le disque stator (21) peut se déplacer en rotation autour de l'axe de l'arbre (3, 18a) du dispositif et est lié à la tige de commande (11) d'un dispositif d'avance à dépression (8, 9, 10). 11 - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10 caractérisé par le fait que le disque stator (21) est porté par et centré sur l'arbre (3, 18a) du disppsitif. 12 - Dispositif selon les revendications 9 et 11, prises simultanément, caractérisé par le fait que le disque stator (21) tourillonne par rapport à l'arbre (18a) grâce à un palier (25) interposé entre l'arbre (18a) et le disque stator (21), ledit palier (25) s appuyant par une de ses bases sur le tronçon mené (14) de l'arbre, au moins une cale (27) de réglage axial de l'entrefer (22) pouvant être interposée entre le palier (25) et le tronçon mené (14). 13 - Dispositif selon les revendications 6, 7 et 12 prises simultanément, caractérisé par le fait qu un noyau magné- tique annulaire (24) est solidaire du disque stator (21) et traverse la bobine (23) ledit noyau (24) tourillonnant sur le palier (25), l'aimant (18) du rotor étant un anneau anneau enserré entre le disque rot6r (17) et un flasque annulaire (19), dont la bordure centrale (19E) est en vis-à-vis du noyau (24) précité, pour assurer avec un entrefer constant, le passage du flux magné- tique.