Brevet FR2619164A1 — publié le 19890210

BOBINE D'ALLUMAGE. EN PARTICULIER POUR MOTEUR A COMBUSTION INTERNE DE VEHICULE AUTOMOBILE, ET ELEMENT DISSIPATEUR DE CHALEUR POUR UNE TELLE BOBINE. L'invention est relative à une bobine d'allumage, en particulier pour moteur à combustion interne de véhicule automobile, du genre de celles qui comprennent au moins un circuit magnétique fermé comportant un noyau central autour duquel sont disposés les enroulements primaire et secon- daire, un circuit de retour de flux entourant le noyau cen- tral et les enroulements, ledit circuit magnétique étant intégré dans un bottier moulé en matière isolante, bottier dans lequel est incorporé un élément métallique en matériau amagnétique pour la dissipation de la chaleur produite lors du fonctionnement. Une bobine d'allumage de ce genre est connue, notamment d'après FR-A-2 585 412. L'invention a pour but, surtout, de fournir une bobine d'allumage de ce type qui permette d'alimenter un nombre plus élevé de bougies d'allumage correspondant à autant de cylindres du moteur, tout en restant d'un encom- brement réduit, et tout en assurant une bonne évacuation de la chaleur produite lors du fonctionnement. 11 est souhait- ab]e, en outre, que les interférences entre les différentes sorties de la bobine soient aussi réduites que possible. Selon l'invention, une bobine d'allumage du genre défini précédemment, est caractérisée par le fait qu'elle est constituée par une bobine double qui comporte deux cir- cuits magnétiques séparés, au moins un enroulement primaire et un enroulement secondaire étant associés à chaque cir- cuit, et que l'élément dissipateur de chaleur est constitué par deux berceaux écartés l'un de l'autre, chaque berceau étant propre à recevoir, respectivement, un circuit magnétique, la surface interne du berceau venant directement en contact avec au moins une partie de la surface extérieure du circuit de retour de flux, ces berceaux étant reliés entre eux. De préférence, les berceaux sont reliés par un pont central et par deux ponts d'extrémité. Une telle bobine d'allumage permet, sous un volume réduit, d'alimenter dans de bonnes conditions quatre bougies d'allumage, avec une bonne dissipation de la chaleur. Une plaque séparatrice métallique est avantageuse- ment montée sur le pont central de l'élément dissipateur de chaleur, cette plaque étant disposée parallèlement. au plan moyen de chaque berceau et étant propre à cloisonner le bottier pour améliorer la séparation des circuits magnétiques. Le pont central peut comporter au moins deux pions en saillie vers l'intérieur, disposés sur une ligne parallèle au plan moyen de chaque berceau, tandis que la plaque séparatrice comporte, sur son bord destiné à venir contre le pont central, un nombre d'ouvertures au moins égal à celui des pions en saillie, ces ouvertures étant agencées pour recevoir les'pions et contribuer à la fixation de la plaque. L'élément dissipateur de chaleur peut comporter, sur le pont central, une nervure longitudinale, faisant saillie vers l'intérieur, orientée suivant la médiatrice du segment joignant les pions, cette nervure étant destinée à être recouverte par la matière isolante du bottier pour améliorer l'ancrage de l'élément dissipateur dans ce bottier; la plaque séparatrice comporte un évidement propre à recevoir la saillie correspondante. De préférence, chaque berceau de l'élément dissi- pateur forme un U, et les ponts d'extrémité dudit élément établissent une liaison entre les extrémités des branches des U, situées d'un même cOté, tandis que le pont central relie les parties médianes des bases de chaque U. Généralement, l'élément dissipateur comporte des oreilles de fixation pour le maintien de la bobine sur un support; ces oreilles de fixation sont avantageusement solidaires des ponts d'extrémité ou d'extensions de ces ponts, et font saillie vers l'extérieur par rapport aux ber- ceaux. Les trous des oreilles de fixation sont orientés, de préférence, de telle sorte que leurs axes soient parallèles à la direction longitudinale des branches des U. La bobine peut comprendre des moyens d'encliquetage, notamment réalisés lors du moulage du bottier, pour la fixation de deux bornes de sortie pour chaque secondaire. L'une des deux bornes de sortie, associée à un secondaire, peut être équipée d'un prolongement, rela- tivement court, vers l'intérieur de la bobine, pour une con- nexion au voisinage de l'extrémité supérieure de l'enroulement secondaire, tandis que la deuxième borne de sortie, associée à ce même enroulement secondaire, est équipée d'un prolongement plus important destiné à une con- nexion vers l'extrémité inférieure opposée de l'enroulement secondaire. L'invention est également relative à un élément dissipateur de chaleur pour bobine d'allumage, cet élément étant constitué par deux berceaux, écartés l'un de l'autre, chaque berceau étant propre à recevoir respectivement un circuit magnétique, la surface interne du berceau venant directement en contact avec au moins une partie de la sur- face extérieure du circuit de retour de flux, ces berceaux étant reliés entre eux, notamment par un pont central et par deux ponts d'extrémité. L'invention consiste, mises à part les disposi- tions exposées ci-dessus, en un certain nombre d'autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci- après à propos d'un exemple de réalisation décrit avec référence aux dessins ci-annexés, mais qui n'est nullement limitatif. La figure 1, de ces dessins, est une vue en per- spective d'un élément dissipateur de chaleur pour une bobine d'allumage conforme à l'invention. La figure 2 est une vue de dessus de l'élément dissipateur, avec représentation schématique des contours des circuits magnétiques et des enroulements de la bobine. La figure 3 est une coupe simplifiée suivant la ligne 111-111 de la figure 2, d'une bobine d'allumage con- forme A l'invention, le bottier isolant ayant été moulé sur- l'élément dissipateur. La figure 4 est une vue à plus grande échelle, en élévation, de la plaque séparatrice. La figure 5, enfin, est une coupe suivant la ligne V-V de la figure 2, de l'élément dissipateur de chaleur et du bottier surmoulé, les circuits magnétiques et leurs enroulements n'étant pas encore introduits dans le bottier. En se reportant aux figures 2 et 3 des dessins, on peut voir une bobine d'allumage 1 pour moteur à combustion interne de véhicule automobile, qui est une bobine double et qui comporte quatre bornes de sortie B1, B2, B3, B4, som- mairement représentées sur la figure 2 et mieux visibles, pour deux d'entre elles BI et B4, sur la figure 3. Ces bornes sont destinées à être reliées de manière classique, par un câble approprié, à une bobine d'allumage associée à un cylindre. La bobine 1 comprend deux circuits magnétiques séparés M1, M2. Chaque circuit magnétique est fermé et com- porte un noyau central 2, généralement de forme rectiligne et à section transversale carrée comme visible sur la figure 2. L'enroulement primaire 3 est disposé autour de ce noyau. L'enroulement secondaire 4 est également réalisé autour du noyau 3, par exemple en étant bobiné autour de l'enroulement primaire 3 comme représenté sur les dessins. Chaque circuit magnétique comprend, en outre, un circuit de retour de flux 5 entourant le noyau central 2 et les enroulements 3 et 4. Ce circuit 5 dont le contour est sensiblement carré ou rectangulaire comme visible sur la figure 3, peut être formé par deux sous-ensembles en C dont les concavités sont tournées l'une vers l'autre, chaque sous-ensemble correspondant à la moitié du contour du cir- cuit. Les éléments composant le circuit de retour 5 sont maintenus les uns contre les autres, par exemple à l'aide d'une ceinture métallique 6. - Le noyau 2 est disposé parallèlement à deux cOôtés opposes parallèles du circuit de retour 5, à mi-longueur des deux autres cotes qui sont orthogonaux à la direction moyenne de ce noyau. L'épaisseur du circuit de retour 5 suivant une direction orthogonale à son plan moyen est la même que celle du noyau 2. Le circuit de retour 5 et le noyau 2 sont constitués, notamment, par des éléments juxtaposes. Les deux circuits magnétiques M1, M2 sont iden- tiques, et les mêmes références numériques sont utilisées pour désigner les parties semblables, de telle sorte que ces références numériques apparaissent deux fois sur la figure 2. Les deux circuits magnétiques M1, M2 sont intégrés dans un boîtier 7 moulé en matière isolante, notamment en matière plastique. En quelque sorte, deux puits 8 (voir figure 5), délimités par des parois en matière isolante, sont prévus dans le bottier pour recevoir les deux ensembles formes par chaque circuit magnétique M1, M2 et les enroule- ments primaire et secondaire associés. Un élément métallique 9, en matériau amagnétique, notamment en alliage d'aluminium moulé, est incorporé dans le botier 7 pour la dissipation de la chaleur produite lors du fonctionnement de la bobine. L'élément 9 est constitué par deux berceaux 10, Il bien visibles sur la figure 1 écartés l'un de l'autre suivant une direction orthogonale à leur plan moyen. Dans l'exemple de réalisation représenté sur le dessin, chaque berceau 10, 1l a la forme d'un U dont la concavité s'ouvre vers le haut pour faciliter l'introduction des circuits magnétiques. D'autres formes sont possibles pour les ber- ceaux 10 et 11. Le cas échéant, ces berceaux pourraient avoir un contour fermé et constituer chacun un anneau l'introduction des circuits magnétiques M1, M2 dans l'ouverture des anneaux serait alors effectuée suivant une direction orthogonale au plan moyen de chaque anneau. Dans l'exemple considéré, chaque berceau 10, 11 comporte deux branches parallèles réunles par une base 12, 13 respectivement. Chaque berceau 10, Il reçoit, respective- ment, un circuit magnétique M1, M2; la surface interne du berceau vient directement en contact avec au moins une par- tie de la surface extérieure du circuit 5 de retour de flux. Comme visible sur la figure 3, la base 12 ou 13 du berceau vient en cootact avec le côté horizontal intérieur du cir- cuit 5, tandis que les branches parallèles d'un berceau viennent en contact avec la surface extérieure des parties du circuit 5 parallèles au noyau 2. Le contact ainsi établi permet une bonne transmission de chaleur, par conduction, du circuit 5 aux berceaux 10 et 11. La distance h entre les bords en regard des ber- ceaux 10, 11 est suffisante pour permettre de placer les circuits magnétiques dans les berceaux tout en conservant un espace libre e (voir figure 2) entre les surfaces en regard des enroulements 4. Les bases 12 et 13 des berceaux 10 et 1l sont dans un même plan, de même que les branches des berceaux situées des mêmes cOtés. Ces berceaux sont reliés entre eux par un pont central 14 situé dans le plan des bases 12 et 13 et dans la partie médiane de ces bases; la ligne moyenne de ce pont 14 est orthogonale au plan moyen des berceaux 10 et 11, lesquels sont reliés, en outre, par deux ponts d'extrémité , 16 prévus entre les extrémités des branches des ber- ceaux. Ces ponts 15 et 16 sont légèrement déportés vers l'extérieur, la face interne de chaque pont d'extrémité étant située sensiblement dans le plan des faces externes des branches des berceaux. Les ponts d'extrémité 15, 16 sont prolongés, au-delà des branches du berceau 11, par des extensions 17, 18 munies d'oreilles de fixation 19, 20, de forme générale cylindrique, comportant des trous 21 orientés de telle sorte que leurs axes A soient parallèles à la direction longitudinale D des branches des U. 26-19164 Deux autres oreilles de fixation 22, 23 également de forme générale cylindriques et-munies de trous 21 d'axes parallèles à D sont solidaires des ponts d'extrémité 15, 16 et font saillie vers l'extérieur, ces oreilles étant situées entre les-.berceaux 10 et 11, mais plus près du berceau 10 que du berceau 11. Les extrémités des oreilles 19, 22, d'une part et , 23, d'autre part, les plus proches des bases 12 et 13, sont reliées par une plaque telle que 24, formant rebord, orthogonale au pont d'extrémité associé 15 ou 16, ainsi qu'à la direction D. Des goussets de rigidification tels que 25, en saillie du côté extérieur des berceaux, assurent une liaison rigide entre les plaques 24 et l'ensemble de l'élément 9. Les oreilles 19 et 20, situées en extrémité des extensions 17, 18, sont enveloppées par un retour à angle droit tel que 26, dont la surface extérieure tournée du côté opposée au berceau, est plane et orthogonale au plan de l'extension associée 17 ou 18. Une rainure 27, orientée parallèlement à la direction D et s'ouvrant sur le bord inférieur du retour 26, peut être prévue. Le pont central 14 comporte au moins deux pions 28. 29 par exemple à section rectangulaire, disposés suivant une ligne G parallèle au plan moyen de chaque berceau 10, il. Ces pions sont solidaires d'extensions transversales t prévues dans la partie médiane du pont 14; ces extensions t font saillie, parallèlement aux bords des bases 12 et 13, dans l'espace libre compris entre les berceaux 10 et 11. Les pions 28 et 29 sont fixés orthogonalement au plan moyen du pont central 14. Une plaque séparatrice 30 (figures 2 et 4), métallique, est prévue pour être montée sur le pont central 14, parallèlement au plan moyen de chaque berceau 10, 11, de manière à cloisonner le bottier et à bien séparer les cir- cuits magnétiques M1, M2, entre lesquels se trouve la plaque 30, comme visible sur la figure 2. Cette plaque 30 comporte, sur son bord destiné à venir contre le pont central 14, deux ouvertures 31, 32 dans lesquelles sont propres a etre engages, avec un serrage sut- fisant, les susdits pions 28, 29 pour contribuer & la fixa- tion de la plaque. Cette dernière comporte, sur un coté orthogonal à celui muni des ouvertures 31, 32, une saillie s propre à venir se loger dans une rainure r (voir figure 5) prévue dans la paroi en matière plastique du bottier 7. La plaque 30, en matériau conducteur, est reliée à la masse et permet d'éviter les interférences magnétiques entre les enroulements des deux circuits, en captant les effluves de chacun d'eux. Le pont central 14 comporte, en outre, une nervure longitudinale 33 (voir figures 1 et 2), orientée suivant la médiatrice du segment joignant les pions 28 et 29, et faisant saillie vers l'intérieur des berceaux. Cette ner- vure, comme visible sur la figure 3, est recouverte d'une épaisseur de matière plastique, lors du moulage du bottier 7, tandis que les pions 28, 29 ne sont pas recouverts par la matière plastique au moins vers leur extrémité supérieure, destinée à s'engager dans les ouvertures 31, 32. La plaque 30 comporte, dans la partie médiane de son bord inférieur, une échancrure 34 destinée à enjamber la nervure 33 recouverte de matière plastique. Comme expliqué précédemment, le bottier 7 est réalisé par surmoulage de matière plastique sur l'élément métallique 9 dissipateur de chaleur. Comme visible sur la figure 3, les berceaux 12 et 13 sont entourés extérieurement par la matière plastique, mais la surface interne de ces berceaux métalliques reste libre de manière à venir directement au contact du circuit magnétique 5, pour l'évacuation de la chaleur. Les plaques 24 sont recouvertes du côté solidaire des goussets 25 par une couche de matière plastique; par contre, la face inférieure de ces plaques 24 est libre. Ainsi, lors de la fixation du bottier à l'aide des oreilles 19, 20, 22, 23, la face métallique inférieure de ces plaques 24 pourra venir directement en contact avec un support approprié, de sorte que l'évacuation de chaleur par conduc- tion s'en trouvera facilitée à travers ces plaques 24. L'espace libre compris entre les berceaux 10 et 11 est fermé par-une paroi en matière plastique obtenue lors du moulage. Les puits 8, évoqués précédemment, sont également réalisés lors de ce moulage pour assurer un bon positionne- ment et un bon maintien des enroulements et des circuits magnétiques qui seront introduits ultérieurement. La nervure 33, recouverte de matière plastique, contribue à l'ancrage de l'élément 9 dans le surmoulage. Le bottier 7 peut com- porter, à son extrémité supérieure ouverte, une partie évasée 35. Lors du moulage du bottier 7, des logements sont réalisés pour recevoir les parties inférieures des bornes B1 à B4. Avantageusement, des moyens d'encliquetage 36 (figure 3) sont également réalises lors du moulage, pour assurer l'accrochage de ces bornes dans le bottier, par simple enfoncement. L'une des bornes, telle que B4 (ou B2) associée à un enroulement secondaire, comporte un prolongement 37 de longueur relativement réduite permettant d'établir une con- nexion au voisinage de l'extrémité supérieure de cet enroulement 4. L'autre borne B3 (ou B1) associée au même enroulement, comporte un prolongement 38 (figure 3) de plus forte longueur pour établir une connexion au voisinage de l'autre extrémité de l'enroulement 4. Il est à noter que les goussets 25 ne sont pas recouverts de matière plastique lors du surmoulage et jouent également le rôle d'ailettes de refroidissement. Lorsque les deux circuits magnétiques M1, M2 avec leurs enroulements, ont été mis en place dans le bottier 7, avec les bornes B1 à B4, une résine synthétique est coulée à l'intérieur du bottier, le remplissant complètement. La bobine double ainsi obtenue, malgré son volume réduit, permet une bonne dissipation de la chaleur grâce à l'élément 9 directement au contact des circuits magnétiques Mi et M2 et grace aux oreilles de tixation 19, 20, 22, 23 et aux plaques 24 qui sont directenienit ou indirectement en con- tact avec la partie du véhicule sur laquelle est fixée la bobine d'allumage. L'élément metallique 9 contribue à la rigidité du bottier 7. 1.1 REVENDICATIONS 1. Bobine d'allumage,.en particulier pour moteur à combustion interne de véhicule automobile, comprenant au moins un circuit magnétique fermé qui comporte un noyau cen- tral autour duquel sont disposes les enroulements primaire et secondaire, et un circuit de retour de flux entourant ce noyau central et les enroulements, ledit circuit magnétique étant intégré dans un bottier moulé en matière isolante, bottier dans lequel est incorporé un élément métallique, en matériau amagnétique, pour la dissipation de la chaleur pro- duite lors du fonctionnement, caractérisée par le fait que la bobine d'allumage (1) est une bobine double et comporte deux circuits magnétiques séparés (M1, M2), chaque circuit magnétique comprement au moins un enroulement primaire (3) et un enroulement secondaire (4) propres à ce circuit, et que l'élément (9) dissipateur de la chaleur est constitue par deux berceaux (10, 11), écartés l'un de l'autre, chaque berceau étant propre à recevoir, respectivement, un circuit magnétique (M1, M2), la surface interne du berceau (10, 11) venant directement en contact avec au moins une partie de la surface extérieure du circuit (5) de retour de flux, ces berceaux (10, 11) étant reliés entre eux. 2. Bobine d'allumage selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les berceaux (10, 11) sont reliés par un pont central (14) et par deux ponts d'extrémité (15, 16) 3. Bobine d'allumage selon la revendication 2, caractérisée par le fait qu'une plaque séparatrice (30) métallique est montée sur le pont central (14) de l'élément (9) dissipateur de chaleur, cette plaque (30) étant parallèle au plan moyen de chaque berceau et étant propre à cloisonner le bottier (7) et à améliorer ainsi la séparation des circuits magnétiques. 4. Bobine d'allumage selon la revendication 2 ou 3, caractérisée par le fait que le pont central (14) com- porte au moins deux pions (28, 29) en saillie vers l'intérieur, disposes suivant une ligne (G) parallèle au plan moyen de chaque berceau (10, 11), tandis que la plaque (30) comporte, sur le bord destiné à venir contre le pont central, deux ouvertures (31, 3Z) dans lesquelles sont propres à être engages les susdits pions (2b, 29) pour con- tribuer à la fixation de la plaque. 5. Bobine d'allumage selon la revendication 4, caractérisée par le fait que l'élément (9) dissipateur de la chaleur comporte, sur le pont central (14), une nervure longitudinale (33), faisant saillie vers l'intérieur, orientée suivant la médiatrice du segment joignant les pions (29, 29). 6. Bobine d'allumage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que chaque berceau (10, 11) de l'élément (9) dissipateur forme un U, les ponts d'extrémité (15, 16) établissant une liaison entre les extrémites des branches du U, tandis que le pont central (14) relie les parties médianes des bases (12, 13) de chaque U. 7. Bobine d'allumage selon la revendication 6, dans laquelle l'élément dissipateur comporte des oreilles de fixation pour le maintien de la bobine sur un support, caractérisée par le fait que les oreilles de fixation (22, 23; 19, 20) sont solidaires des ponts d'extrémité ou d'extensions (17, 18) de ces ponts et font saillie vers l'extérieur par rapport aux berceaux (15, 16). 8. Bobine d'allumage selon la revendication 7, caractérisée par le fait que les trous (21) des oreilles de fixation sont orientés de telle sorte que leurs axes (A) soient parallèles à la direction longitudinale (D) des branches du U, une plaque (24) reliant les extrémités inférieures des oreilles situées d'un même côté. 9. Bobine d'allumage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait qu'elle comprend des moyens d'encliquetage (36) pour la fixation, de manière démontable, de deux bornes de sortie pour chaque secondaire. 10. Elément dissipateur de chaleur pour une bobine d'allumage selon l'une quelconque des revendications précedentes, caractérisé par le tait qu'ill est constitué par deux berceaux (10, 11), écartés l'un de l'autre, chaque ber- ceau étant propre a recevoir, respectivement, un circuit magnétique (M1, M2), la surface interne du berceau (10, 11) venant directement en contact avec au moins une partie de la surface extérieure du circuit (b) de retour de flux, ces berceaux (10, 11) étant reliés entre eux, notamment par un pont central (14) et deux ponts d'extrémité (15, 16).