Brevet FR2531752A1 — publié le 19840217

- PROCEDE D'OBTENTION D'UNE BOBINE A CIRCUIT MAGNETIQUE FERME ET A AIMANT PERMANENT POUR L'ALLUMAGE DE MOTEURS A COMBUSTION INTERNE L'invention concerne un procédé d'obtention d'une bobine à circuit magnétique fermé et à aimant permanent pour l'allumage de moteurs à combustion interne, notamment de véhicules automobiles, bobine comportant un enroulement primaire et un enroulement secondaire logés dans un boitier isolant qui entoure une des branches du cir-= cuit magnétique. Ce circuit magnétique est constitué de bandes, de tôle, de différen- tes longueurs, empilées les unes sur les autres et pliées de manière à former un circuit magnétique fermé qui est maintenu sur les sur- faces actives Si et SI' de l'aimant permanent par un dispositif de bridage. L'aimant permanent, aimanté dans le sens de son épaisseur est dispo- sé de la même façon que dans la demande de brevet français N O de publication: 2 486 160, c'est à dire non perpendiculaire à la sec- tion du circuit magnétique. Cette disposition permet d'accroître les surfaces actives de l'ai- mant permanent, et en conséquence le flux magnétique émis par ledit aimant, sans augmentation corrélative de la section des tôles cons- tituant le circuit magnétique, ce qui permet d'obtenir un encombre- ment et un poids réduits de la bobine d'allumage. La demanderesse a constaté que si, pour des raisons de coût des ou- tils de découpe des tôles du circuit magnétique de la demande de brevet français N O de publication 2 486 160, circuit nécessitant quatre outils de découpe des tôles, on désire remplacer ce circuit magnétique par un circuit obtenu à partir de bandes, de largeur uni- que, simplement cisaillées à des longueurs différentes, ce qui réduit le coût des outillages, ce nouveau circuit avait l'inconvénient de faire perdre 20 % de la surface du circuit magnétique en contact avec les surfaces actives SI, SI' de l'aimant permanent, Cette perte de 20 %, qui influe défavorablement sur les performances de la bobine d'allumage, est due au fait que la fermeture du circuit magnétique s'effectue par pliage des bandes selon des rayons qui crois- sent depuis le périmètre intérieur jusqu'au périmètre extérieur. L'invention a pour but de remèdier à cet inconvénient et concerne à cet effet un procédé d'obtention d'une bobine d'allumage à circuit magnétique fermé et à aimant permanent, pour l'allumage des moteurs 2- à combustion interne, bobine comportant des enroulements primaire et secondaire logés dans un boitier isolant entourant une branche du circuit magnétique, constitué de bandes, de t 8 le, de largeur E, empilées les unes sur les autres, procédé caractérisé en ce qu' afin d'accroitre la surface du circuit magnétique en contact avec les surfaces actives SI, SI' de l'aimant permanent, les bandes sont préalablement cambrées unitairement, à angle droit, à un rayon RI et à une distance inégale de leurs extrémités de manière à ce qu' après empilage en un paquet de forme en L, les arêtes transversales -10 des extrémités des bandes soient respectivement situées sur des plans correspondants aux plans des surfaces actives SI, SI' de l'ai- mant permanent de façon qu'après mise en place du boitier isolant sur une branche du paquet de bandes, ledit paquet soit conformé, par pliage, selon des rayons croissants R 2, pour sa fermeture sur les surfaces actives SI, Si' de l'aimiant permanent, sur lesquelles le paquet de bandes est maintenu par un dispositif de bridage. La branche sur laquelle est mis en place le boitier isolant est préalablement rétrécie, à une largeur E', par un emboutissage selon une forme approximativement semi-circulaire, sur une longueur Qi, laquelle branche est ensuite ramenée à sa largeur d'origine E sur une longueur 22, après mise en place du boitier isolant. Selon un premier mode de réalisation, le dispositif de bridage est constitué d'une bride obtenue par découpage d'un flanc dans une tôlel d'acier doux, laquelle bride comporte des ailes dont les faces internes viennent en appui sur la face externe de plaquettes isolantes intercalées entre les faces latérales du paquet de bandes et de l'aimant permanent et les faces internes de la bride. Le maintien du paquet de bandes et de l'aimant permanent à l'inté- rieur de la bride est obtenu par formation préalable d'une char- nière que l'on referme par pression d'un outil. La bride comporte des pattes pour la fixation de la bobine d'allu- mage sur le véhicule, lesquelles pattes sont formées par opérations successives de rabattement de portions de la bride de manière qu' après rabattement, les portions se présentent parallèlement à une face externe de manière que des échancrures et un bord latéral ménagés dans les portions de la bride forment des ouvertures per- pendiculaires entre elles. Selon une variante de ce mode de réalisation, la bride comporte des excroissances obtenues lors du découpage de son flanc,lesquelles excroissances comportent respectivement un trou lisse et un trou fileté dans lequel vient se visser une vis qui renforce le maintien du paquet de bandes et de l'aimant permanent à l'intérieur de la bride. Selon un deuxième mode de réalisationg le dispositif de bridage est constitué de demi-brides comportant une patte de fixation de la bobine d'allumage, sur le véhicule automobile, lesquelles demi- brides comportent des ailes qui enserrent le paquet de bandes et l'aimant permanent par l'intermédiaire de plaquettes isolanteso Les demi-brides sont solidarisées entre elles par des vis. Dans une variante de ce deuxième mode de réalisation, l'aimant per- manent est constitué de deux parties entre lesquelles est ménagé un espace dans lequel pénètre la vis de solidarisationo L'avantage obtenu par le procédé de l'invention consiste essentiels lement en ce qu'à l'aide d'un simple outil de cisaillage, des bans des,à des longueurs prédéterminées, et d'un simple outil de cambrage, à un angle droit et à un rayon Rl des bandes de tale, la surface du circuit magnétique en contact avec les surfaces actives 51,Sl' de l'aimant permanent est identique à la surface du circuit magné- tique décrit dans la demande française de brevet n O de publica- tion 2 486 160, en conséquence de quoi,, les performances des bobi- nes d'allumage sont identiqueso La description qui va suivre en regard des dessins annexés fera mieux comprendre comment l'invention peut être réaliséeo La figure 1 est une vue en coupe longitudinale, d'un circuit magnétique dont les bandes, de tôle, sont pliées pour fermeture sur l'aimant permanentsans que soit, effectué, au préalable, un cambrage unitaire des bandes à un rayon R Io La figure 2 est une vue en coupe longitudinale, d'un circuit magné- tique dont les bandes, de t 8 le, sont selon le procédé de l'inven- tion, cambrées unitairement à un rayon RI - La figure 3 est une vue longitudinale des bandes de tôle, préala- blement cambrées unitairement à angle droit, à un rayon RI et em- pilées les unes sur les autres de manière à constituer un paquet en forme de L. La figure 4 est une vue en coupe, suivant la ligne AA, des bandes, de tôle, constituant le paquet représenté par la figure 3. -4- La figure 5 est une vue longitudinale du paquet de bandes, de tôle, en forme de L dont l'une des branches est retrécie en lare geur par un emboutissage selon une forme approximativement semi- circulaire, sur une longueur 91 o La figure 6,est une vue en coupe, suivant la ligne BB, du paquet de bandes, de tôle, représenté par la figure 5. La figure 7 est une vue longitudinale du paquet de bandes, de tle, ramené à sa largeur d'origine, sur une longueur 2, après mise en place du boitier isolant contenant les enroulements pri- maire et secondaire. La figure 8 est une vue longitudinale, en coupe partielle d'un premier mode de réalisation selon l'invention du dispositif de bridage du paquet de bandes, de tôle, sur l'aimant permanent. La figure 9 est une vue en coupe, selon la ligne CC, du disposi- -tif de bridage représenté par la figure 8. La figure 10 est la représentation du flanc de la pièce métalli- que constituant une partie du premier mode de réalisation du dis- positif de br dage représenté par les figures 8 et 9. La figure 11 est une représentation, en perspective partielle et à échelle réduite du dispositif de bridage correspondant aux figures 8,9 et 10. La figure 12 est une représentation, en perspective partielle et a échelle réduite 8 d'une variante du premier mode de réalisation du dispositif de bridage. La figure 13 est une représentation, en perspective partielle et à échelle réduite, d'un deuxième mode de réalisation du disposi- tif de bridage. La figure 14 est une vue longitudinale partielle et à échelle réduite d'une variante du deuxième mode de réalisation du dispo- sitif de bridage. Si pour des raisons de coût des outils de découpe des tôles, en forme de E, de L et de U, constituant un circuit magnétique tel que celui décrit dans la demande française de brevet n de publi- cation: 2 486 160, on désire remplacer ce circuit par un circuit 1 obtenu, simplement, à partir de bandes 2 cisaillées à des longueurs différentes et empilées les unes sur les autres, circuit 1 dont l'une des branches, figure 1, est entourée par un boitier isolant 3 dans lequel sont logés des enroulements primaire 4 et secondaire , on constate que la fermeture du circuit 1 sur-les surfaces ac- _ 5 tives 51,SI ' de l'aimant permanent 5 fait perdre 20 % de la sur- face du circuit en contact avec les surfaces actives 51,51 ', par rapport au circuit en t Sles découpées dont le périmètre et l'ai- mant permanent sont représentés en traits interrompus, figure 1. Cette perte qui influe défavorablement sur les performances de la bobine d'allumage est due au fait que la fermeture du circuit 1 sur les surfaces actives Slg Si de l'aimant permanent 5, s'effec- tue par pliage selon des rayons R 2 croissants depuis le périmètre intérieur jusqu'au périmètre extérieure Conformément à la présente invention, la bobine d'allumage repré- sentée par la figure 2; comprend un circuit magnétique 1, constitué de bandes 2, de t 8 le, dont l'une des branches est entourée par un boitler isolant 3 dans lesquels sont logés de enroulements primaire 4 et secondaire 5. Selon le procédé de l'invention, et afin d'accroitre la surface du circuit magnétique 1 en contact avec les surfaces actives SI, SI' de l'aimant permanent 6, les bandes 2 cisaillées à des lon- gueurs différentes, sont préalablement cambrées unitairement, à angle droit, à un rayon RI, de valeur 0,5 mm dans cet exemple de réalisationet à une distance inégale de leurs extrémités figure 3, de manière qu'après empilageg les unes sur les autresgen un paquet 2 e, de forme en L, les arctes transversales 2 b et 2 c des bandes 2 soient respectivement situées sur des plans P et PO correspondants aux plans des surfaces actives 51 et 51 ' de l'aimant permanent 6. Selon un mode preféré de réalisation, la bronche 2 d figure 5 pdu paquet 2 a, est retrécie à une largeur E', sur une longueur 1 l, par un emboutissage selon une forme approximativement semi-circulaire 2 $, figure 6, avant mise en place du boitier isolant 3, laquelle branche 2 d estensuite ramenée à sa largeur d'origine E, sur une longueur 22, figure 7, après mise en place, sur la portion 2 e, du boitier isolant 3, dans lequel sont logés les enroulements primai- re 4 et secondaire 5 e Apres quoi le paquet 2 a est conformé, par pliage, selon des rayons R 2, de valeur 2 mm environ pour le périmètre interne du circuit 1 et pour cet exemple de réalisation, lesquels rayons croissent depuis ce périmètre interne jusqu'au périmètre externe, figure 2, pour la fermeture du circuit 1 sur les surfaces actives SI et SI' de l'aimant permanent 6. -6 Selon un premier mode de réalisation, le dispositif de bridage 100, du paquet 2 a sur l'aimant permanent 6 est constitué d'une bride 101, figures 8 et 9, laquelle bride 101 est obtenue par découpe d'un flanc l Oia dans une tôle d'acier doux, figure 10. La bride 101 comporte des ailes 101 b, figure 9, qui viennent en appui sur des ailes 104 a de plaquettes isolantes 104 intercalées entre les faces latérales du paquet 2 a et de l'aimant permanent 6. dont le maintien à l'intérieur de la bride 101 est obtenu par la formation préalable d'une charnière lOlc qu'on referme par pres. sion dans le sens des flèches F, à l'aide de tous moyens connus. La bride 101, comporte des pattes l Old et 701 e, obtenues lors de la découpe du flanc 101 a, figure O 10, lesquelles pattes, après des opérations successives de rabattement se présentent parallèlement à la face externe 101 F de la bride 101, figures 8 et 9, de façon que des échancrures 101 g et 101 h et un bord latéral 101 j ménagés dans les pattes i O Id et l Ole, figure 10, forment des ouvertures 101 k et 101 l perpendiculaires entre elles, figures 11, pour la fixation de la bobine d'allumage sur le véhicule automobile. Selon une variante du premier mode de réalisation du dispositif de bridage 100, la bride 101, comporte des excroissances l O ll et 101 On représentées sur la figure 10 en traits interrompus, l'ex- croissance 101 im comporte un trou lisse lOlpdans lequel s'engage une vis 110, figure 12, l'excroissance l Oin comportant un trou fileté 101 q, figure 10, dans lequel vient se visser la vis 110, figure 12, de manière à renfocer le maintien du paquet 2 a et de l'aimant permanent 6 à l'intérieur de la bride 101. Selon un deuxième mode de réalisation, le dispositif de bridage , est consitué de demi-brides 120 qui comportent des pattes a, de fixcation de la bobine d'allumage sur le véhicule auto- mobile. Les demi-brides 120 comportent des ailes 120 b et 120 c qui enser- rent le paquet 2 a et l'aimant permanent 6, par l'intermédiaire de plaquettes isolantes 121, disposées de manière identique au plaquettes isolantes 104 du premier mode de réalisation du dispo- sitif de bridage. Les demi-brides 120 sont solidarisées entre elles à l'aide de vis 122, l'une des demi-brides comportant des trous lisses l'autre comportant des trous filetés. 2 531752 -7- Selon une variante du deuxième mode de réalisation du dispositif de bridage, l'aimant permanent 6 est constitué de deux parties 6 a 6 b, entre lesquelles est ménagé un espace dans lequel pénètre une vis 130 assurant la solidarisation des demi-brides 120. Les brides métalliques 101 et 120, ainsi que les plaquettes iso- lantes 104 et 121 e de la présente invention constituent avantageu- sement un circuit de dérivation du flux magnétique crée par l'en- roulement primaire 4, circuit de dérivation décrit dans la demande française de brevet n O de publication 2 486 160. _ 8- REVENDICATIONS 1 Procédé d'obtention d'une bobine, à circuit magnétique fermé et à aimant permanent, pour l'allumage de moteurs à combustion interne, bobine comportant: un aimant permanent ( 6) des enroule- ments primaire ( 4) et secondaire ( 5) logés dans un boitier isolant ( 3) entourant une branche du circuit magnétique fermé ( 1) consti- tué de bandes ( 2), de tôle, empilées les unes sur les autres, pro- cédé caractérlsé en ce qu'afin d'accroître la surface du circuit magnétique fermé ( 1) en contact avec les surfaces actives Si,51 ' de l'aimant permanent ( 6), les bandes ( 2), de largeur E, sont préa- lablement cambrées unitairement, à angle droit, à un rayon R 1 et à une distance inégale de leurs extrémités de manière à ce qu'après empilage en un paquet ( 2 a) de forme en L, les arêtes transversales ( 2 b et 2 c) des bandes ( 2) soient respectivement situées sur des plans P et P' correspondants aux plans des surfaces actives 51,S 11 de l'aimant permanent ( 6) de fagon qu'après mise en place du boi- tier isolant ( 3); dans lequel sont logés les enroulements primaire ( 4) et secondaide ( 5), sur une poieton ( 2 e) dupaquet ( 2 a) celui soit conformeé, par pliage, selon des rayons R 2, croissants depuis le périmètre intérieur du circuit magnétique (i) jusqu' son péri- mètre extérieur, pour la fermeture dudit circuit (l)'sur les sur- faces actives $ 5151 ' de l'aimant permanent ( 6), surfaces sur les- quelles le paquet ( 2 a) est maintenu par un dispositif de bridage ( 00). 2 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une branche ( 2 d) du paquet ( 2 a) est retrécie à une largeur E', sur une longueur L 1, par un emboutissage selon une forme approxima- tivement semi-circulaire ( 2 P), avant mise en place du boitier isolant ( 3), laquelle branche ( 2 d) est ensuite ramenée à sa lar- geur d'origine E sur une longueur Q 2, après mise en place du boi- tier isolant ( 3) dons lequel sont logés les enroulements primaire ( 4) et secondaire ( 5) - 3 Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dis- positif de bridage ( 100) est constitué d'une bride ( 101) obtenue par découpage d'un flanc ( 1012), dans une t 8 ôle d'acier doux, la- quelle bride ( 101) comporte des ailes ( 101 b) dont la face interne vient en appui'Y face externe ( 104 a) de plaquettes isolantes ( 104) intercalées entre les faces latérales du paquet ( 2 a) et de l'ai- _ 9 _ moant permanent ( 6) et les faces internes de la bride ( 101), le maintien du paquet ( 2 a) et de l'aimant permanent ( 6) étant obtenu par la formation préalable d'une charnière (l Olc) qu'on referme par pression. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la bride ( 101) comporte des pattes (l Old et O 11 e), pour la fixation de la bobine d'allumage sur le véhicule, lesquelles pattes (T 1 ld et 101 e) après des opérations successives de rabattement se présentent paral- lèlement à la face externe ( 101 W) de la bride ( 101) de façon que des échancrures ( 101 g et 101 h) et un bord latéral ( O llj) ménagés dans les pattes ( 10 ld et 101 e) forment des ouvertures ( 101 k et 101 L) perpendiculaires entre elleso. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3,4, carac- térisé en ce que la bride ( 101) comporte des excroissances ( 101 m et l Oin) obtenues lors du découpage du flanc (l Ola) lesquelles excroissances comportent respectivement un trou lisse (l Olp) dans lequel s'engage une vis ( 110) et un trou fileté ( 10 lq) dans lequel vient se visser la vis ( 110). 6.Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dis- positif de bridage-( 100) est constitué de demi-brides ( 120) compor- tant une patte ( 120 a) de fixation de la bobine d'allumage sur le véhicule, lesquelles demi-brides ( 120) comportent des ailes ( 120 b) et ( 120 c) qui enserrent le paquet ( 2 a) et l'aimant permanent ( 6) par l'intermédiaire de plaquettes isolantes ( 121), les demi-brides ( 120) étant solidarisées entre elles à l'aide de vis ( 122) 7 Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'aimant permanent ( 6) est constitué de deux parties ( 6 a et 6 b) entre les- quelles est ménagé un espace dans lequel péhètre une vis ( 130) assurant la solidarisation des demi-brides ( 120)o