Brevet FR2593962A1 — publié le 19870807

La présente invention concerne une bobine d'allumage nctamment pour moteur à combustion interne de véhicule automobile du type comprenant un circuit magnétique généralement feuilleté constitué d'un noyau central et d'un circuit magnétique de retour de flux et de plusieurs enroulements, l'un primaire ou inducteur, le ou les autres secondaires ou induits, s'il s'agit d'une bobine d'allumage à une ou plusieurs sorties. L'une des bornes de llenroulement primaire est reliée à la source de courant continu du véhicule automobile, tandis que l'autre est reliée à des moyens de commutation mécaniques ou électroniques, tels, par exemple, que des rupteurs ou transistors.Les variations de tension provoquées par les coupures d'alimentation de l'enroulement primaire provoquent des variations de flux, dans le circuit magnétique, qui elles-mêmes, induisent une tension dans les enroulements secondaires. Ces enroulements secondaires, comprennent un nombre très élevé de spires, ce qui a pour effet d'obtenir dans le circuit secondaire, une tension très élevée, de l'ordre de plusieurs milliers de volts, ce qui permet d'engendrer un arc électrique aux électrodes des bougies d'allumage, enflammant ainsi le mélange comburant contenu dans les cylindres du bloc moteur. Un inconvénient majeur réside dans l'agencement de telles bobines d'allumage. En effet, le circuit secondaire fournissant une tension électrique très élevée, il s'avère nécessaire de ménager un espace suffisant entre les enroulements secondaires et toute autre masse métallique, par exemple l'enroulement primaire ou le circuit magnétique, de manière à conférer des lignes de cheminement haute tension maximum afin d'éviter la formation d'un arc électrique entre lesdites bobines secondaires et toute autre masse métallique sachant que la longueur d'un arc électrique est sensiblement proportionnelle à la tension qui lui est appliquée. Dans le passé, ce problème n'en était pas un. En effet, le circuit secondaire était tout naturellement placé à une distance suffisante des autres masses métalliques pour ne pas risquer la formation d'un arc électrique, peu importait le volume occupé par ladite bobine d'allumage. De nos jours, les constructeurs d'automobiles imposent le volume que doivent occuper les bobines d'allumage, et aussi le poids maximum à ne pas dépasser. Ces nouvelles exigences ont amené les constructeurs de bobines d'allumage à améliorer considérablement le rendement de leur produit, et par conséquent, pour une même puissance fournie, leur volume a été ramené à une valeurinférieure et conséquemment leur poids. Une des phases dans la recherche d'un haut rendement des bobines d'allumage a été un remaniement de l'agencement des pieces constitutives des bobines d'allumage. Ainsi, les enroulements primaire et secondaires ont été placé coaxialement sur le noyau magnétique central. La bobine d'allumage objet de l'invention est du type à noyau magnétique central autour duquel sont disposés coaxialement les enroulements primaire et secondaires c' est-à-dire que le noyau magnétique central se trouve logé à l'intérieur du moyeu tubulaire du bobineau portant l'enroulement primaire, ledit enroulement primaire étant logé lui même à l'intérieur du moyeu tubulaire du bobineau portant les enroulements secondaires. Lesdits enroulements primaire et secondaires étant logés dans un boltier réalisé par moulage de matière plastique. Lors du montage de la bobine d'allumage, à l'instant ou l'on place la bobine secondaire autour de la bobine primaire, ladite bobine secondaire vient reposer au fond du boltier et, par conséquent, la seule séparation entre la partie haute tension de la bobine secondaire et la masse métallique que représente le circuit magnétique, serait le flan de matière plastique du bobineau, qui ne supporterait pas une différence de potentiel de plusieurs milliers de volts. De plus, lors de l'injection de la résine dans le boltier de matière plastique, la position que prendrait la bobine secondaire par rapport à la bobine primaire est imprévisible, elle pourrait garder sa position initiale ou remonter-pour venir en contact avec le circuit magnétique ou rester en sustentation dans la résine pendant que celleci es à l'état liquide. La bobine d'allumage objet de l'invention, du type à circuit fermé, généralement constituée d'un noyau central autour duquel sont disposés coaxialement les enroulements primaire et secondaires, et d'un circuit magnétique de retour de flux, lesdits enroulements étant logés dans un boltier réalisé par moulage de matière plastique est remarquable en ce qu'elle comporte des moyens de maintien aptes à maintenir en sustentation les enroulements secondaires sur et autour de l'enroulement primaire, moyens réalisés de manière telle, qu'ils délimitent un espace sensiblement maximum en tout point, dans un encombrement donné, entre lesdits enroulements et le circuit magnétique. Les moyens de maintien sont constitués par une pluralité de doigts radiaux ménagés de matière avec l'un des bobineaux et coopèrent avec des cavités ménagées sur l'autre bobineau, cavités dans lesquelles s'ancrent lesdits doigts. Selon un mode de réalisation préférentiel,les doigts radiaux sont avantageusement disposés approximativement au milieu des arêtes du moyeu tubulaire-du bobineau de l'enroulement primaire de section apparente quadrangulaire, ménagés sur le moyeu tubulaire du bobineau de l'enroulement primaire et font saillie par rapport au diamètre extérieur dudit enroulement. Selon une autre caractéristique de l'invention,les cavités dans lesquelles s'ancrent les doigts radiaux sont délimitées par une paroi élastiquement déformable. Un autre mode de réalisation consiste à ménager des doigts radiaux élastiquement déformables. Les dessins annexés feront mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée. - La figure 1 est une coupe de la bobine d'allumage objet de l'invention. - La figure 2 est une vue agrandie du détail D de la figure 1. - Les figures 3 et 4 représentent deux modes de réalisation du bobineau portant l'enroulement primaire. La bobine d'allumage représentée à la figure 1 comporte un noyau central 1, et un double circuit magnétique de retour de flux 2 composé de deux branches 2a et 2b en forme de U. Un entrefer utile 3 est ménagé entre le noyau magnétique central 1 et le double circuit magnétique de retour de flux 2. Cet entrefer 3 évite une saturation temporaire ou permanente du circuit magnétique et diminue l'inductance du circuit secondaire. Les plans de joints des deux circuits magnétiques de retour de flux 2a et 2b se trouvent sur la ligne neutre 4 du circuit magnétique, là où le flux magnétique est nul. Par conséquent, les entrefers parasites que forme la jonction des deux circuits magnétiques de retour de flux 2a et 2b ne nuisent en aucun cas au bon fonctionnement du circuit magnétique.De plus, des moyens d'indexation 2c se trouvent aussi sur la ligne neutre 4 du circuit magnétique, ces moyens d'indexation 2c évitant aux deux branches 2a et 2b du circuit magnétique de retour de flux 2 de se décaler l'une par rapport à l'autre, et, par conséquent, l'entrefer 3 ne serait plus de valeur égale en tout ses points. En effet, l'entrefer 3 aurait une valeur différente entre le noyau central 1 et la branche 2a, et, entre ledit noyau central 1 et la branche 2b. Cette différence n'étant en aucun cas négligeable comparée à la valeur de l'entrefer 3 qui est très faible. Une bobine primaire 10 constituée d'un bobineau de matière plastique 10a et d'un fil lOb enroulé sur ledit bobineau de matière plastique 10a est disposée autour du noyau central 1. Une bobine secondaire 11 constituée d'un bobineau de matière plastique 11a et de deux fils lîb et lîc enroulés autour du bobineau de matière plastique îîa constituant deux enroulements dont le point milieu se trouve au voisinage de la cloison îîd du bobineau de matière plastique lla, les parties haute tension des enroulements se trouvant au voisinage des extrémités 11e et 11f du bobineau de matière plastique lla, se trouve maintenue en sustentation autour de l'enroulement primaire 10. Il est évident que ladite bobine 11 doit se trouver à un espace suffisant de toute masse métallique afin d'éviter l'amorçage d'un arc électrique qui conduirait à une destruction partielle ou totale de la bobine d'allumage, rendant celle-ci inutilisable. La bobine secondaire 11 est maintenue en sustentation autour de la bobine primaire 10 grâce à des doigts radiaux 12 venus de matière avec le bobineau 10a et faisant saillie par rapport à l'enroulement primaire 1 b. Ces doigts radiaux 12 coopèrent avec des moyens d'encliquetage élastiques 13 ménagés sur le bobineau portant les enroulements secondaires llb et llc. Ces moyens de maintien en sustentation sont représentés à plus grande échelle à la figure 2. Une pièce métallique 6 est moulée de manière à épouser la forme extérieure dudit circuit magnétique de retour de flux 2 et comporte, venues de moulage, des nervures de refroidissement 7, augmentant la surface de la pièce métallique 6 en contact avec l'air favorisant ainsi un meilleur échange thermique avec celui-ci. Des oreilles de fixation 8, venues de moulage, avec ladite pièce métallique 6, est en contact avec le support métallique sur lequel ladite bobine d'allumage est fixée. Ainsi, les calories engendrées par la bobine d'allumage sont évacuées par les oreilles de fixation 8 dans la masse métallique du véhicule. Un bottier 5 de matière plastique est surmoulé sur ladite pièce métallique 6 et sur la bobine secondaire 11, améliorant ainsi l'esthétique de la bobine d'allumage en évitant au circuit magnétique 2 de s'oxyder. Quand toutes les pièces constituant la bobine d'allumage sont en place, on coule de la résine 9 ayant la propriété d'isoler électriquement les différents éléments entre eux et de les solidariser entre eux dans la position qui leur a été initialement donnée. La figure 3 représente en perspective le bobineau de matière plastique 10a muni de ses doigts radiaux 12. Deux fentes 13 sont ménagées sur l'un des flans 14 du bobineau deux extrémités du fil de l'enroulement primaire îîb. La figure 4 représente le même bobineau que celui représenté à la figure 3, les doigts radiaux 12 étant placés différemment. En effet, les doigts radiaux etant placés sur chacune des faces 15 du bobineau, il s'avère nécessaire de le mouler à l'aide d'un moule à quatre tiroirs. Si l'on place les doigts radiaux sur l'arête que forment les faces 15, le moule nécessaire à la fabrication du bobineau de matière plastique n'aura plus que deux tiroirs, ce qui permettra une fabrication à moindre coût. Il va de soi que le mode de réalisation de l'invention décrit précédemment n'est qu'un exemple, et que d'autres variantes qui seraient apportées ne sortiraient pas du cadre de l'invention. Par exemple, les doigts radiaux 12 peuvent être placés sur le bobineau 11a tandis que les moyens d'encliquetage élastiques 13 seraient placés sur le bobineau 10a. Les doigts radiaux pourraient être élastiques et s'encliqueter dans des cavités ménagées sur l'autre bobineau. REVENDICATIO-NS 1) Bobine d'allumage, notamment pour moteur à combustion interne de véhicule automobile, du type à circuit fermé, généralement constituée d'un noyau central (1) autour duquel sont disposés coaxialement les enroulements primaire (10) et secondaires (11) et d'un circuit magnétique de retour de flux (2), lesdits enroulements (10,11) étant logés dans un boitier (5) réalisé par moulage de matière plastique, caractérisée en ce qu'elle comporte des moyens de maintien (12,13) aptes à maintenir en sustentation les enroulements secondaires (11) sur et autour de l'enroulement primaire (10), moyens (12,13) réalisés de manière telle, qu'ils délimitent un espace sensiblement maximum en tout point, dans un encombrement donné, entre lesdits enroulements et le circuit magnétique. 2) Bobine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de maintien sont constitués par une pluralité de doigts radiaux (12) ménagés de matiere avec l'un des bobineaux (10a) ou (lla) des enroulements primaire (lOb) ou secondaires (llb,llc) et coopérant avec des cavités ménagées dans l'autre bobineau, cavités dans lesquelles s'ancrent élastiquement les extrémités desdits doigts (12). 3) Bobine selon la revendication 2, caractérisée en ce que les doigts radiaux (12) sont ménagés sur le moyeu tubulaire du bobineau (lOa) de l'enroulement primaire (lOb) et font saillie par rapport au diamètre extérieur dudit enroulement (lOb). 4) Bobine selon la revendication 2, caractérisée en ce que les cavités sont délimitées par une paroi élastiquement déformable. 5) Bobine selon la revendication 3, caractérisée en ce que les doigts radiaux (12) sont déformables élastiquement. 6) Bobine selon la revendication 3, caractérisée en ce que les doigts radiaux (12) sont disposés approximativement au milieu des faces externes du moyeu tubulaire du bobineau (lOa) de l'enroulement primaire (10) de section apparente quadrangulaire. 7) Bobine selon la revendication 3, caractérisée en ce que les doigts radiaux (12) sont disposés approximativement au milieu des arêtes du moyeu tubulaire (10a) de l'enroulement primaire (10) de section apparente quadrangulaire.