Brevet FR2627548A1 — publié le 19890825

La présente invention concerne une bobine d'allumage, notamment pour l'allumage des moteurs à combustion interne de véhicules automobiles, du type constitué d'un noyau magnétique disposé entre les branches d'au moins un circuit de retour de flux, de deux enroulements, l'un primaire et l'autre secondaire, disposes coaxialement autour du noyau magnétique, d'au moins une borne de sortie haute tension et de deux bornes de connexion reliées respectivement aux extrémités de l'enroulement primaire. Ces bornes de connexion sont communément appelées "+ BAT" et "- RUPT* Dans ce type de bobine d'allumage, il est connu de disposer tous les éléments constitutifs de celle-ci dans un boîtier de matière plastique avant d'y couler une résine synthétique qui solidarisera et isolera élastiquement entre eux les différents éléments contenus dans ledit boîtier. Ces bobines d'un bel aspect esthétique, ne répondent pas toujours aux exigences techniques qui leur sont demandées. En effet, lors du fonctionnement à pleine puissance, le circuit magnétique tend à se déformer par dilatation sous l'effet de son échauffement, pouvant causer le fendillement de la résine synthétique qui l'emprisonne, & ngendrant par endroit, une rupture de l'isolant électrique que forme ladite résine, ce qui favorise ainsi la formation de courants cheminant de l'enroulement secondaire haute tension à l'enroulement primaire basse tension ou aux diverses masses métalliques de la bobine d'allumage et plus particulièrement au circuit magnétique. Pour remédier à ce défaut, il a été proposé d'interposer un élément compressible en forme de fourreau entre la résine synthétique et toute ou en partie du circuit magnétique de la bobine d'allumage, mais ce dispositif se révèle parfois insuffisant lorsque le circuit magnétique accuse de très importantes déformations par dilatation. C'est alors qu'il a été proposé d'isoler le noyau magnétique et les deux enroulements primaire et secondaire dans un premier boîtier rempli de résine composite; à base de résines époxy polymérisant à chaud, lequel boîtier disposé entre les branches du circuit magnétique de retour de flux est logé dans un second boîtier recepteur de l'Fensemble, entre les deux desquels est coulée de la résine époxy. Cette solution bien que donnant techniquement entière satisfaction, s'avére toutefois très onéreuse surtout par le prix des boîtiers. Afin d'abaisser le prix de telles bobines, une solution satisfaisante consiste de remplacer le boîtier extérieur par un enrobage de l'ensemble par surmoulage d'une matière plastique, telle que du polybutylènetéréphtalate. Bien qu'abaissé notablement le prix de ces bobines est encore relativement élevé en regard du prix du marché en raison de l'obtention du boîtier restant. La présente invention a pour but de réaliser une bobine d'allumage satisfaisant aux cahiers des charges les plus rigoureux et au moindre prix, notamment en s'affranchissant de tout boîtier. La présente invention concerne à cet effet une bobine d'allumage du type précité, notamment pour l'allumage des moteurs à combustion interne de véhicules automobiles caractérisé en ce que ses éléments constitutifs sont agencés et assemblés de la manière suivante - Un ensemble dit "primaire" comprenant le. noyau magnétique logé dans un bobinot isolant autour duquel est bobiné l'enroulement primaire dont les extrémités sont reliées respectivement aux deux bornes de connexion portées par ledit bobinot. - Un ensemble dit "secondaire" comprenant un bobinot isolant autour duquel est bobiné l'enroulement secondaire et qui supporte la borne de sortie haute tension reliée à l'une des extrémités de l'enroulement secondaire, le tout étant ensuite imprégné par moulage d'une résine à grande propriété diélectrique, laissant libre l'extrémité de la borne de sortie haute tension. - Un circuit magnétique de retour de flux qui chevauche l'ensemble primaire qui est logé et maintenu par sustentation dans l'ensemble secondaire qu'il traverse et dont l'extrémité libre de l'enroulement secondaire est reliée à l'une des extrémités de l'enroulement primaire. - Un enrobage de l'ensemble complet obtenu par surmoulage de matière isolante ne laissant libres que les extrémités fonctionnelles de la borne de sortie haute tension et des deux bornes de connexion. La description qui va suivre en regard des dessins annexés fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée, dessins dans lesquels - La figure 1 représente une vue éclatée en perspective de l'ensemble primaire de la bobine d'allumage conforme à l'invention. - La figure 2 represente en perspective l'ensemble primaire de la figure 1. - La figure 3 est une vue en perpective éclatée de l'ensemble secondaire de la bobine d'allumage conforme à l'invention. - La figure 4 représente en perspective l'ensemble secondaire après imprégnation par moulage de résine. - la figure 4A est une vue partielle en coupe faite selon la ligne IV-IV de la figure 3. - La figure 5 représente en perpective éclatée, l'ensemble complet de la bobine. - La figure 5A représente une vue partielle en coupe faite selon la ligne V-V de la figure 5 montrant plus particulièrement les moyens de maintien du circuit magnétique de retour de flux sur l'ensemble primaire. - La figure 6 est une vue en perspective de la bobine d'allumage une fois enrobée. Conformément à l'invention l'ensemble A dit "primaire" représenté sur les figures 1 et 2 est constitué d'un noyau magnétique 1 en "I" logé dans le moyeu 2 à section quadrangulaire d'un bobinot 3 en matière plastique tel que téréphtalate de polybuthylène renforcé par 30% de fibres de verre courtes sur lequel est bobiné l'enroulement primaire 4. Le noyau 1 est constitué de manière connu par un empilage de tôles découpées et maintenues entre elles. De manière qu'aucune bavure se forme lors de l'assemblage, il est préférable que celui-ci soit réalisé par soudure au laser. La joue supérieure 3a du bobinot 3 est prolongée latéralement de matière par une console 6 dans deux lumières 7 et 8 de laquelle s'engagent respectivement les extrémités en forme de queues de raccordement 9a et 10a des deux bornes de connexions 9 et 10 dites "+ BAT" et " RUPT". Les autres extrémités des bornes de connexions 9 et 10 sont conformées de manière connue en languettes de raccordement enfichables 9b et lOb. Les extrémités de l'enroulement primaire 4 sont reliées par soudure aux queues de raccordement 9a et lOa respectives. L'ensemble "B" dit "secondaire" représenté sur les figures 3 et 4 comprend un bobinot 11 de section quadrangulaire et également réalisé en téréphtalate de polybutylène renforcé, autour duquel est bobiné l'enroulement secondaire 12 dont l'extrémité supérieure 12ê est reliée par soudure à une agrafe 13 ancrée sur la face supérieure lla dudit bobinot. Les joues supérieure lla et inférieure llk sont prolongées latéralement par deux pattes 14 et 15, parallèles entre elles, à l'extrémité desquelles s'ancre élastiquement une borne de sortie haute tension 16 dirigée parallèlement à l'axe du bobinot 3. Les moyens d'ancrage élastiques sont réalisés sous forme de boutonnières ouvertes 17, 18 ménagées à l'extrémité des pattes 14 et 15 et dont l'entrée a une largeur plus petite que le corps 16a de la borne 16 qui la prolonge. La borne 16 comprend, prolongeant le corps 16a réalisé avantageusement en fil métallique conducteur, un plot externe ou embout 16k formant un élément mâle en relief à l'extérieur de la bobine, une fois terminée. Pour des raisons de réduction d'encombrement il importe que la longueur des pattes 14 et 15 soit la plus petite possible sans pour autant que la sécurité de fonctionnement à l'égard d'un amorçage électrique soit réduite. Une solution avantageuse consiste à-ménager sur la patte 17, au moins une nervure 19 autour de la boutonnière 17 dans laquelle s'ancre le corps 16a de la borne de sortie haute tension 16 afin de constituer une cloison ou chicane par laquelle on obtient de plus longues lignes de fuite de la borne 16 à l'enroulement secondaire 12. La nervure circulaire peut être obtenue soit de matière avec la patte li, soit de matière avec le moulage d'une résine synthétique de l'ensemble secondaire B. L'autre extrémité 12b de l'enroulement secondaire est reliée par soudure à l'extrémité libre du corps 16a de la borne de sortie haute tension 16. L'ensemble secondaire est ensuite imprégnée par moulage d'une résine synthétique composite à base de résine époxy liquide polymérisant à chaud, réalisant, après polymérisation, un ensemble compact ne laissant libre que l'extrémité de la borne de sortie haute tension 16 et l'extrémité de l'agrafe 13. Les deux ensembles primaire A et secondaire B ainsi constitués, l'ensemble primaire est logé, comme représenté sur la figure 5, dans l'ensemble secondaire qu'il traverse et est tenu en sustentation grâce à des moyens de maintien comme décrits dans le brevet FR-A-2 593 962 et son addition 8610663. Des doigts radiaux 20 ménagés en saillie vers l'extérieur aux angles du bobinot tubulaire quadrangulaire 3, approximativement à sa partie médiane, sont adaptés à s'ancrer élastiquement dans des cavités 21 correspondantes ménagées sur la périphérie interne du noyau tubulaire quadrangulaire du bobinot 11 de l'ensemble secondaire B. Ces cavités sont délimitées par des languettes 21 élastiquement déformables disposées en regard des doigts radiaux 20. L'extrémité de l'agrafe 13 à laquelle est soudée l'une des extrémités de lienroulement secondaire 12 est connectée par soudure à la queue de raccordement lOa de la connexion 10, point commun de liaison des enroulements primaire 4 et secondaire 12. Avant l'enrobage final (figure 5 et 5a) le circuit magnétique de retour de flux C est disposé pour chevaucher par ses branches 22 et 23, les extrémités du noyau magnétique 1. Le circuit magnétique C est positionné par rapport audit noyau 1 grâce à deux lumières 5 et 5a débouchant dans deux ouvertures 24 et 25 réalisées de moulage dans les joues 3a et 3k du bobinot 3, ouvertures 24 et 25 à travers laquelle pénètre le noyau magnétique 1 et conformant des bords latéraux 24â et 24k d'une part et 25a et 25b d'autre part, entre lesquels les extrémités des branches 22 et 23 sont guidées respectivement. Le circuit magnétique C est maintenu dans cette position par l'intermédiaire d'un moyen d'encliquetage élastique. Ce moyen, représenté sur la figure 5A, est composé d'un bourrelet escamotable 26 ménagé de matière à l'entrée de la lumière 5, dans la joue 3a du bobinot 3 et susceptible, après escamotage par déformation élastique, de se détendre et s'ancrer dans une échancrure 27 ménagée à la base interne de la branche 22 du circuit magnétique C, quand les branches 22 et 23 viennent en butée contre les bords frontaux 24k et 25b au fond des lumières 5 et 5a. Conformément à l'une des caractéristiques de l'invention, une fois les éléments ou ensembles A, B et C réunis, le tout est enrobé par surmoulage, d'une matière isolante 28, ne laissant libre seulement que les extrémités fonctionnelles de la borne de sortie haute tension 16 et des deux bornes de connexion, à savoir, respectivement le plot externe 16b et les languettes de raccordement 9b et 10h (figure 6). Cette matiere 28 doit posséder de bonnes qualités de conduction thermique favorisant l'évacuation des calories et dont le coefficient de dilatation accepte les déformations du circuit magnétique lors de son échauffement en fonctionnement intense. Les polybutylênétéréphtalate (PBTB) notamment un polyester thermoplastique à base de résine de téréphtalate de polytétramithylène avec 30â de charge procure de tels résultats. Afin d'améliorer l'échange thermique il sera possible d'adjoindre des ailettes de dissipation dans la forme extérieure restituée par le surmoulage. REVENDICATIONS 1) Bobine d'allumage, notamment pour l'allumage des moteurs à combustion interne de véhicules automobiles, du type constitué d'un noyau magnétique (1) disposé entre les branches d'au moins un circuit magnétiqe de retour de flux (c), de deux enroulements, l'un primaire (A) et l'autre secondaire (B), disposés coaxialement autour du noyau magnétique (1), d'au moins une borne de sortie haute tension (16) et de deux bornes (9, 10) de connexion reliées respectivement aux extrémités de l'enroulement primaire (A), caractérisé en ce que ses éléments constitutifs sont agencés et assemblés de la manière suivante - Un ensemble (A) dit "primaire" comprenant le noyau magnétique (1) logé dans un bobinot isolant (3) autour duquel est bobiné l'enroulement primaire (4) dont les extrémités sont reliées respectivement aux deux bornes de connexion (9, 10) portées par ledit bobinot (3). - Un ensemble (B) dit "secondaire" comprenant un bobinot isolant (11) autour duquel est bobiné l'enroulement secondaire (12) et qui supporte la borne de sortie haute tension reliée par soudure à l'une des extrémités de l'enroulement secondaire (12) de sortie haute tension (16), le tout étant ensuite imprégné par moulage d'une résine à grande propriété diélectrique, laissant libre, au moins, l'extrémité fonctionnelle de la borne de sortie haute tension (16). - Un circuit magnétique de retour de flux (c) qui chevauche l'ensemble primaire (A) logé et maintenu par sustentation dans l'ensemble secondaire (B) qu'il traverse et dont l'extrémité libre de l'enroulement secondaire (12) est reliée par soudure à l'une des extrémités de l'enroulement primaire (14). - Un enrobage (28) de l'ensemble complet obtenu par surmoulage de matière isolante ne laissant libres seulement que les extrémités fonctionnelles de la borne de sortie haute tension (16) et les deux bornes de connexion (9k, 10b). 2) Bobine d'allumage selon la revendication 1 caractérisé en ce que la joue supérieure (3a) du bobinot (3) de l'ensemble primaire (A) est prolongée latéralement par une console (6) dans deux lumières (7, 8) de laquelle s'engagent les queues de raccordement (9a, 9b) respectives des deux bornes de connexion (9, 10). 3) Bobine d'allumage selon la revendication 1 caractérisé en ce que les joues supérieure (lia) et inférieure (lek) sont prolongées'latéralement par des pattes (14 et 15), parallèles entre elles, à l'extrémité desquelles est susceptible de s'ancrer élastiquement la borne de sortie haute tension 16), dans une direction parallèle à l'axe du bobinot. 4) Bobine d'allumage selon la revendication 3 caractérisé en ce que la borne de sortie haute tension (16) se présente sous la forme d'un embout mâle (16b) connu prolongé par un corps en fil de fer (16a) adapté à s'ancrer dans les boutonnières ouvertes à encliquetage élastique ménagées à l'extrémité des pattes (11ê, lo). 5) Bobine d'allumage selon l'une quelconque des revendications 3 et 4 caractérisé par le fait qu'au moins une nervure (19) est réalisée sur au moins une des pattes (14, 15) autour de la boutonnière (17, 18). 6) Bobine d'allumage selon les revendications 1 et 3 caractérisé en ce que la résine synthétique qui imprègne par moulage l'ensemble secondaire (B) comprenant le bobinot (11) autour duquel est bobiné l'enroulement secondaire (12) et sur lequel est ancré la borne de sortie haute tension (16), est une résine composite à base de résines époxy liquides polymérisant à chaud. 7) Bobine d'allumage selon la revendication 1 caractérisé en ce que le circuit magnétique de retour de flux (c) est maintenu sur l'ensemble primaire (A), qu'il chevauche par ses branches (22, 23), par des moyens d'encliquetage élastique (26). 8) Bobine d'allumage selon la revendication 7 caractérisé en ce que les branches (22, 23) sont guidées dans leur chevauchement sur l'ensemble primaire (A) par des lumières ouvertes (5, 5a) ménagées dans les joues (3a, 3b) du bobinot primaire (3) et dans lesquelles se positionnent lesdites branches. 9) Bobine d'allumage selon la revendication 7 caractérisé en ce que les moyens d'encliquetage élastique pour le maintien du circuit magnétique de retour de flux (c) sont constitués par un bourrelet (26) élastiquement déformable ménagé à l'entrée d'au moins une lumière, qui est susceptible de s'ancrer élastiquement dans une échancrure intérieure (27) ménagée à la base d'au moins une des branches du circuit magnétique (c). 10) Bobine d'allumage selon la revendication 1 caractérisé en ce que la matière isolante de l'enrobage (28) de l'ensemble complet est un polybutylénetéréphtalate (PBTP) tel un polyester thermoplastique à base de résine de téréphtalate de polytétramétylène avec 30% de charge minérale ou de fibres de verre.