Brevet FR2657995A1 — publié le 19910809

La présente invention concerne une bobine d'allumage, en particulier pour moteur à combustion interne de véhicule automobile. De manière connue en soi, le secondaire d'une telle bobine produit une tension très élevée permettant d'engendrer un arc électrique aux électrodes des bougies d'allumage, enflammant ainsi le mélange comburant contenu dans les cylindres du bloc moteur. Habituellement, une seule bobine commande l'ensemble des bougies d'allumage par l'intermédiaire, par exemple, d'un distributeur mécanique, généralement du type à doigt tournant. Une telle installation présente l'inconvénient de nécessiter un faisceau de câbles haute-tension permettant de relier d'une part, le secondaire de la bobine d'allumage au distributeur, d'autre part, le distributeur à chacune des bougies d'allumage. En dehors du coût d'un tel faisceau, celui-ci peut être l'objet de fuites électriques générant des ondes radioélectriques parasites qui perturbent de manière importante l'ensemble du système d'allumage lorsque ce dernier est réalisé à l'aide de modules électroniques. De manière à supprimer ces inconvénients, on a déjà proposé d'associer individuellement à chaque bougie d'allumage une bobine. La présente invention se rapporte plus particulièrement à une telle bobine dite monocylindre qui comporte un ensemble magnétique à circuit fermé, comprenant un noyau magnétique central autour duquel sont disposés coaxialement deux bobineaux en matière plastique portant les enroulements primaire et secondaire, cet ensemble étant intégré dans un boîtier surmoulé en matière plastique. De la résine synthétique, coulée à l'intérieur du boîtier solidarise et isole électriquement entre eux les différents éléments constituant la bobine d'allumage. Une bobine de ce type doit avoir un volume le plus réduit possible tout en assurant un rendement correct. L'un des moyens pour parvenir à ce résultat est d'améliorer le rendement du circuit magnétique fermé généralement constitué d'un noyau central et d'un double circuit magnétique de retour de flux en feuilletant, par exemple, lesdits circuits magnétiques. Les figures 1 à 4 illustrent schématiquement de tels circuits magnétiques. Sur chacune de ces figures, pour une meilleure compréhension les éléments ayant la même fonction portent des repères identiques. La figure 1 représente un circuit magnétique fermé constitué d'un noyau central 10 agencé de manière à ménager un entrefer E avec un circuit magnétique de retour de flux constitué en deux parties lla et llb. Cet agencement présente l'inconvénient majeur de présenter à la jonction 12 des deux parties lla,llk des entrefers parasites qui diminuent notamment le rendement d'ensemble d'une bobine d'allumage équipée d'un tel type de circuit magnétique. L'agencement de la figure 2 dans lequel le noyau central est composé de deux parties 10a,10b présente le même inconvénient. Par ailleurs le circuit magnétique réalisé selon les figures 1 et 2 présente le désavantage d'être réalisé en deux parties qu'il faut maintenir entre elles. Une solution à ce problème a été apportée dans la demande de brevet FR 83 18703. Les paquets de tôles constituant le circuit magnétique sont cerclés au moyen d'une bride coiffant les chants extérieurs des tôles, ladite bride comportant une languette à l'une de ses extrémités qui, en combinaison avec une agrafe à l'autre de ses extrémités assure le maintien de l'ensemble. Cette solution est cependant onéreuse car cette bride représente une pièce supplémentaire qu'il est difficile de mettre en place de manière automatique. Pour remédier à ces inconvénients on a proposé de réaliser l'ensemble du circuit magnétique fermé suivant la figure 3. Un tel exemple de réalisation est contenu en particulier dans la demande de brevet FR 85 11458. La jonction 12 des deux circuits magnétiques de retour de flux Ila,llb se trouve dans l'axe médian du noyau central 10, ctest-à-dire sur la ligne neutre du circuit magnétique, là où le flux magnétique est nul, ce qui permet une élimination des entrefers parasites et donc, pour un même volume d'augmenter le rendement du circuit magnétique. Cette solution présente cependant plusieurs inconvénients notamment par le fait que le circuit magnétique de retour de flux est composé de deux paquets de tôles distincts et qu'il est nécessaire de prévoir des moyens d'indexation au niveau des jonctions 12 de manière à assurer un alignement parfait des deux parties 11a,1- avant leur introduction dans le boîtier. De plus, ledit boîtier doit présenter une conformité interne complexe de manière à assurer le maintien des deux circuits magnétiques de retour de flux symétriquement l'un sur l'autre. Pour éviter les entrefers parasites et les moyens de maintien ci-dessus mentionnés, on a proposé de réaliser un circuit magnétique fermé suivant la figure 4 dans lequel le circuit magnétique de retour de flux 11 est monobloc et en forme de U. Une telle bobine d'allumage est décrite notamment dans la demande de brevet FR 88 01982. Cet agencement présente l'inconvénient principal d'augmenter l'encombrement global de la bobine, le circuit magnétique de retour de flux 11 devant avoir des dimensions suffisantes pour assurer les performances demandées. Cette augmentation des dimensions est incompatible avec la réalisation d'une bobine dite monocylindre associée à une bougie d'allumage. En effet une telle bobine doit être implantée sur la culasse du moteur, endroit où la place disponible est particulièrement restreinte. La présente invention remédie à tous les inconvénients précités et propose à cet effet une bobine d'allumage, en particulier pour moteur à combustion interne de véhicule automobile du type à circuit fermé constituée d'un noyau magnétique et un circuit magnétique de retour de flux disposé de part et d'autre du noyau magnétique logé dans un bobineau primaire, un bobine secondaire coaxial au bobineau primaire, des enroulements primaire et secondaire, l'ensemble étant intégré dans un boîtier, ledit circuit magnétique de retour de flux étant constitué d'un empilage de tôles magnétiques découpées et feuilletées, caractérisée en ce que chacune des tôles constituant le circuit magnétique de retour de flux est monobloc et en ce que leur contour se présente sous la forme générale d'un quadrilatère. Ainsi la réalisation du circuit magnétique de retour de flux est considérablement simplifiée puisque les tôles le constituant sont d'un seul tenant et d'une forme de découpe particulièrement simple. La description qui va suivre, en regard des dessins annexés, fera mieux comprendre comment l'invention peut être réalisée. - les figures 1 à 4 déjà décrites représentent schématiquement différentes formes de réalisation d'un circuit magnétique fermé suivant l'art antérieur - la figure 5 est une vue schématique de la réalisation d'un circuit magnétique fermé suivant l'invention ; - la figure 6 est une vue en coupe suivant la ligne A-A de la figure 7 d'une bobine d'allumage complètement équipée suivant l'invention - la figure 7 est une vue de dessus de la bobine d'allumage suivant l'invention. On se réfère à la figure 5 qui illustre schématiquement un circuit magnétique fermé pour bobine d'allumage. Les repères sont identiques aux figures 1 à 4 illustrant l'art antérieur augmentés de 100. Suivant l'invention, de part et d'autre du noyau magnétique 110 est disposé un circuit magnétique de retour de flux 111 en double forme de U dont la particularité est d'être constitué de tôles monoblocs. On se réfère maintenant aux figures 6 et 7 qui représentent une bobine d'allumage monocylindre suivant l'invention. Une telle bobine comprend un boîtier 101 réalisé en matière isolante dont le fond est prolongé en son centre par un fût 102 venu de matière. Ce fût 102, de forme générale cylindrique comporte un logement dans lequel vient se fixer l'organe de sortie haute-tension 103. Le circuit magnétique fermé d'une telle bobine comprend un enroulement primaire 105 bobiné autour d'un bobineau primaire 106. Un noyau central magnétique 110, de contour rectangulaire et composé généralement de tôles magnétiques découpées et feuilletées, est logé à l'intérieur du bobineau primaire 106. Autour de cet ensemble, que nous appellerons ensemble primaire P, est disposé un bobineau secondaire 108, autour duquel est bobiné un enroulement secondaire 109 que nous appellerons ensemble secondaire S qui est maintenu en sustentation sur et autour de l'ensemble primaire P. Les ensembles primaire P et secondaire S sont assemblés l'un dans l'autre et sont destinés à être introduits dans un logement 104 du boîtier 101. Avant leur introduction dans le logement 104 du boîtier 101 on réalise sur les ensembles primaire P et secondaire S, d'une part les connexions basse-tension et, d'autre part, les moyens de connexion haute-tension. Les connexions basse-tension sont constituées de barrettes 112 réalisées par découpage et cambrage dans un matériau conducteur. Lesdites barrettes 112 sont surmoulées dans un connecteur basse-tension 113 assurant les liaisons extérieures électriques de la bobine. Les moyens de connexion haute-tension assurent la liaison entre l'extrémité de l'enroulement secondaire 109 et l'organe de sortie haute-tension 103 qui est destiné à recevoir le plot de la bougie d'allumage (non représenté) à laquelle la bobine est associée. Ces moyens sont constitués principalement d'un insert haute-tension 114 dont l'une des extrémités est sertie dans une plaque de liaison 115. Une potence 116 maintient en sustentation les ensembles primaire P et secondaire S et assurent le maintien en position de la plaque de liaison 115 dans laquelle est fixée par vissage l'extrémité filetée de l'organe de sortie haute-tension 113. Tous ces éléments ne faisant pas partie de la présente invention ne seront pas décrits plus en détail. Le circuit magnétique fermé comprend, associé aux ensembles primaire P et secondaire S un circuit magnétique de retour de flux 111 constitué de tôles magnétiques découpées et feuilletées. Suivant l'invention, chaque tôle constituant ledit circuit magnétique de retour de flux 111 est réalisée de manière monobloc et leur contour extérieur présente la forme générale d'un quadrilatère. On constitue ainsi de part et d'autre du noyau central magnétique 110 un double circuit magnétique de retour de flux en forme de double U. Les tôles le constituant étant d'un seul tenant, il n'y a aucun besoin de pièce supplémentaire telle que bride pour les maintenir assemblés et le boîtier 101 ne présente aucune configuration interne particulière. De manière avantageuse le circuit magnétique de retour de flux 111 comprend à chacun de ses angles quatre trous cylindriques 117 à 120 permettant le passage des moyens de fixation, des vis par exemple, de la bobine d'allumage sur la culasse du moteur. Suivant un autre aspect de l'invention, la protection des chants dudit circuit 111 est assurée par un simple surmoulage 121 du boîtier 101. Cette épaisseur du surmoulage est de valeur très faible et permet ainsi au circuit 111 d'avoir une section maximum et donc un rendement maximum dans un encombrement déterminé. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas aux dispositions décrites et représentées, mais englobe toute variante d'exécution. REVENDICATIONS 1) Bobine d'allumage, en particulier pour moteur à combustion interne de véhicule automobile du type à circuit fermé constitué d'un noyau magnétique (110) et un circuit magnétique de retour de flux (111) disposé de part et d'autre du noyau magnétique (110) logé dans un bobineau primaire (106), un bobineau secondaire (108) coaxial au bobineau primaire (106) des enroulements primaire (105) et secondaire (109) l'ensemble étant intégré dans un boîtier (101), ledit circuit magnétique de retour de flux (111) étant constitué d'un empilage de tôles magnétiques découpées et feuilletées, caractérisée en ce que chacune des tôles constituant le circuit magnétique de retour de flux (111) est monobloc et en ce que leur contour se présente sous la forme générale d'un quadrilatère. 2) Bobine d'allumage selon la revendication 1, caractérisée en ce que le circuit magnétique de retour de flux (111) comprend des trous (117,118,119,120) permettant le passage des moyens de fixation de ladite bobine. 3) Bobine d'allumage selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les moyens de protection des chants du circuit magnétique de retour de flux (111) sont constitués par un surmoulage (121) du boîtier (101).