Brevet FR2706069A1 — publié le 19941209

" Bobine d'allumage pour moteur à combustion interne " Etat de la technique: L'invention concerne une bobine d'allumage pour moteurs à combustion interne avec un noyau en un matériau de haute perméabilité, dont une partie est constituée sous la forme d'un noyau enveloppe fermé au moins approximative- ment et dont l'autre partie est constituée sous la forme d'une branche médiane traversant le noyau enveloppe, bobine dans laquelle la partie médiane de la branche médiane por- tant respectivement une bobine primaire et une bobine se- condaire présente une plus petite section transversale que chacune des deux parties terminales de la branche médiane qui sont séparées du côté frontal du noyau enveloppe par au moins une fente pourvue d'un matériau faiblement perméable On connaît une telle bobine d'allumage par le document DE-AS-1 255 990, dans lequel son noyau ferromagné- tique consiste en une branche médiane disposée à l'inté- rieur de la bobine primaire en tant que noyau magnétique central et d'autre part en un noyau enveloppe entourant la branche médiane en tant que noyau magnétique de retour. Entre les parties terminales de la branche médiane et le noyau enveloppe, qui sont vis-à-vis par leurs surfaces pla- nes, il y a des entrefers qui peuvent être remplis par des aimants permanents pour assurer la préaimantation du noyau. Si l'on considère les tolérances de fabrication du noyau composé de tôles empilées, il est difficile de conserver 2 2706069 des valeurs exactement fixées pour la largeur de ces entre- fers. La largeur d'un entrefer réagit cependant sur le fonctionnement général de la bobine d'allumage, car par là se trouve déterminée l'énergie magnétique de la bobine d'allumage de façon fondamentale. Quand la largeur des en- trefers varie au cours de la fabrication, les bobines d'al- lumage présentent une puissance dont les caractéristiques sont différentes, de telle sorte que le fabricant des bobi- nes d'allumage ne peut garantir la livraison d'une série de bobines seulement qu'à un prix élevé avec des caractéristi- ques de puissance reproductibles. Avantages de l'invention: La bobine d'allumage selon l'invention est ca- ractérisée en ce que les zones, faisant du côté frontal vis-à-vis aux parties terminales du noyau enveloppe, pré- sentent des évidements, dans lesquels pénètrent au moins en partie les parties terminale. La bobine d'allumage selon l'invention, par rapport à l'état de la technique, présente l'avantage que l'on peut éviter dans une mesure satisfai- sante l'inconvénient mentionné précédemment. Pour cela la bobine d'allumage présente dans les zones du noyau enve- loppe, qui font vis-à-vis aux parties terminales du côté frontal, des évidements dans lesquels les parties termina- les de la branche médiane pénètrent au moins en partie. Avec cette forme, on augmente la longueur des entrefers et la surface de passage des lignes de champ ma- gnétique entre le noyau enveloppe et les parties terminales de la branche médiane. De cette façon on peut élargir, par rapport à un mode de réalisation classique de l'entrefer, celui-ci en partant d'une résistance magnétique égale du circuit magnétique. Dans le cas de tolérances de fabrica- tion constantes prédéfinies de la largeur des entrefers, l'influence gênante des tolérances de fabrication dans le cas d'un entrefer élargi est plus faible de telle sorte que 3 2706069 l'on améliore de cette façon la reproductibilité des carac- téristiques de fonctionnement d'une série de bobines d'al- lumage. En outre, on augmente par des entrefers plus grands la capacité de stockage d'énergie de la bobine d'al- lumage. Des configurations et des développements avan- tageux de la bobine d'allumage pour moteurs à combustion interne selon l'invention sont obtenus grâce au fait que: - les fentes sont constituées sous la forme d'un entrefer et sont disposées symétriquement par rapport à un axe longitudinal de la branche médiane, - la largeur de la fente est sensiblement cons- tante, - les fentes sont disposées dans une zone de façon normale et dans une zone en formant des angles qui s'écartent de cela par rapport à l'axe longitudinal de la branche médiane, - les fentes s'étendent de façon recourbée, - dans les fentes sont disposés des aimants permanents, - le noyau enveloppe a la forme d'un cadre, - le noyau enveloppe présente une section transversale de forme circulaire. Dessins: On a représenté sur les dessins un exemple de réalisation de l'invention et on va l'expliquer plus en dé- tail dans la description de la figure, qui montre le noyau d'une bobine d'allumage en vue de dessus. Description d'un exemple de réalisation: Un noyau 11, représenté sous une forme schéma- tisée, d'une bobine d'allumage pour des moteurs à combus- tion interne se compose d'un noyau enveloppe 12 fermé en forme de cadre et d'une branche médiane 13 en forme de bâ- ton dans sa forme de base, disposée symétriquement sur le noyau enveloppe 12. D'une manière connue, le noyau 11 con- siste en un matériau à haute perméabilité en forme de tôles d'acier découpées par estampage et montées en empilement et la branche médiane 13 porte dans une partie médiane 14 se- lon une disposition coaxiale, non représentée, plus en dé- tail, une bobine primaire et une bobine secondaire. Sur la partie médiane 14 se raccordent des deux côtés dans le sens d'un axe longitudinal 16 des parties terminales 17, qui présentent par rapport à la partie mé- diane 14 une section transversale agrandie qui montre un élargissement des parties terminales 17 par rapport à la partie médiane 14 en forme d'épanouissement polaire s'éten- dant de façon symétrique par rapport à l'axe longitudinal 16. Les parties terminales 17 sont du côté frontal séparées du noyau enveloppe 12 chacune par une fente 18 en un matériau faiblement perméable. Le matériau faiblement perméable est, dans cet exemple de réalisation, de l'air. De façon alternative, on peut mettre aussi dans les fentes 18 pour prémagnétiser le noyau 11 des aimants permanents non électriquement conducteurs. On peut subdiviser le noyau enveloppe 12 de l'exemple de réalisation respectivement en deux branches latérales 19 ou deux culasses transversales 21, qui forment d'une seule pièce un quadrilatère et qui présentent la même dimension en hauteur que la branche médiane 13. Dans ce cas, les culasses transversales 21 s'étendent parallèlement et la branche latérale 19 s'étend perpendiculairement à l'axe longitudinal 16. En outre, on dispose des renflements 22 dans deux angles se faisant dia- métralement vis-à-vis, formés entre respectivement une cu- lasse transversale 21 et une branche latérale 19, qui présentent chacun un perçage 23 servant à la fixation non représentée du noyau 11. Les zones de la branche latérale 19 qui font vis-à-vis du côté frontal aux parties terminales 17 présen- tent chacune un évidement 24, de telle sorte que ces par- ties terminales 17 qui pénètrent en partie dans l'évidement 24 soient séparées de la branche latérale 19, de telle ma- nière que les fentes 18 présentent sur leur étendue longi- tudinale une largeur optimale au sens d'une influence aussi faible que possible des tolérances de fabrication sur les caractéristiques de fonctionnement de la bobine d'allumage. Dans le cas du présent mode de réalisation, chacune des parties terminales 17 présente toutefois du cô- té frontal une première section 26 s'étendant dans l'évide- ment 24 qui est orientée perpendiculairement à l'axe longitudinal 16 et est partagée par moitié par lui. Des deux côtés aux extrémités de la première section 26 se rac- cordent des appendices obliques 27 qui sont inclinés d'un angle intérieur environ de 150 par rapport à la première section 26. Ces appendices obliques 27, qui s'étendent de façon symétrique par rapport à l'axe longitudinal 16 sont dans ce cas orientés de telle façon qu'ils font saillie lé- gèrement à partir de l'évidement 24 à leurs extrémités si- tuées à l'opposé de la première section 26. A ces extrémités se raccordent deux sections 28 formant un angle intérieur d'à peu près 40 , qui débouchent dans leur par- cours terminal en forme d'arc dans des délimitations exté- rieures orientées dans le sens de la longueur de la partie médiane 14. De façon alternative, les parties terminales peuvent être par exemple aussi formées de telle façon que la première section 26 et l'appendice oblique 27 aient en- semble un parcours recourbé. En partant d'une largeur cons- tante de la fente 18, l'évidement 24 présente alors une forme adaptée de façon correspondante. En outre de façon alternative, le noyau enve- loppe 12 peut présenter une section transversale de forme 6 2706069 circulaire, de telle sorte que la branche médiane 13 soit disposée dans le diamètre. Pour obtenir une fente aussi étendue que possi- ble en longueur 18 entre respectivement une partie termi- nale 17 et le noyau enveloppe 12 la profondeur de l'évidement 24 dans la zone du noyau enveloppe 12 se trou- vant en regard de la première section 26 s'étend sur envi- ron 70 % de la largeur de la branche latérale 19 du noyau enveloppe 12. Cet étranglement de la section transversale du noyau enveloppe 12 est essentielle pour le flux magnéti- que qui est utilisé dans le noyau 11 par le courant dans les bobines disposées autour de la partie médiane 14, car ce flux magnétique se subdivise dans la partie médiane 14 dans l'une des parties terminales 17 et en formant deux circuits magnétiques à contre-courant, passe sur les appen- dices obliques 27 en forme d'arc dans les parties corres- pondantes de l'une des branches latérales 19, pour entrer ensuite par l'intermédiaire de l'autre branche latérale 19 de nouveau largement par les appendices obliques 27 à l'au- tre partie terminale 17 dans la partie médiane 14. Grâce à ces cheminements du flux magnétique ayant lieu via les ap- pendices obliques 27, on a l'assurance que toute la section transversale du noyau enveloppe 12 est disponible pour le flux magnétique. Avec le prolongement des fentes 18 entre les branches médianes 13 et le noyau enveloppe 12 à travers les parties terminales 17 de la branche médiane 13 péné- trant dans les évidements 24 du noyau enveloppe 12, on peut accroître la largeur de la fente 18 pour une résistance ma- gnétique prédéfinie du noyau 11, qui est fonction entre au- tres de la surface et de la largeur de la fente 18 s'étendant le long de la fente 18. De cette façon, on peut fabriquer des bobines d'allumage, qui dans le cas d'une fa- brication en série présentent une faible dispersion et qui possèdent une capacité élevée de stockage d'énergie. 7? 2706069 REVENDiCATIONS R E V E N D I C A T I O N S 1 ) Bobine d'allumage pour moteurs à combustion interne avec un noyau (11) en un matériau à haute perméabi- lité, dont une partie est constituée sous la forme d'un noyau enveloppe (12) fermé au moins approximativement et dont l'autre partie est constituée sous la forme d'une branche médiane (13) traversant le noyau enveloppe (12), bobine dans laquelle la partie médiane (14) de la branche médiane (13) portant respectivement une bobine primaire et une bobine secondaire présente une plus petite section transversale que chacune des deux parties terminales (17) de la branche médiane (13) qui sont séparées du côté fron- tal du noyau enveloppe (12) par au moins une fente (18) pourvue d'un matériau faiblement perméable, bobine d'allu- mage caractérisée en ce que les zones, faisant du côté frontal vis-à-vis aux parties terminales (17) du noyau en- veloppe (12), présentent des évidements (24), dans les- quels pénètrent au moins en partie les parties terminales (17). 2 ) Bobine d'allumage selon la revendication 1, caractérisée en ce que les fentes (18) sont constituées sus la forme d'un entrefer et sont disposées symétriquement par rapport à un axe longitudinal (18) de la branche médiane (13). 3 ) Bobine d'allumage selon la revendication 2, caractérisée en ce que la largeur de la fente (18) est sen- siblement constante. 4 ) Bobine d'allumage selon la revendication 3, caractérisée en ce que les fentes (18) sont disposées dans une zone de façon normale et dans une zone en formant des angles qui s'écartent de cela par rapport à l'axe longitu- dinal (18) de la branche médiane (13). ) Bobine d'allumage selon la revendication 4, caractérisée en ce que les fentes (18) s'étendent de façon recourbée. 8 2706069 6 ) Bobine d'allumage selon l'une des revendi- cations précédentes, caractérisée en ce que dans les fentes (18) sont disposés des aimants permanents. 7 ) Bobine d'allumage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le noyau enveloppe (12) a la forme d'un cadre. 8 ) Bobine d'allumage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le noyau enveloppe présente une section transversale de forme circu- laire.