Brevet FR2713719A1 — publié le 19950616

La présente invention concerne une installation d'allumage magnétique pour une machine à moteur à combustion interne, notamment une scie à chalne motorisée, comportant: - une roue polaire qui tourne avec le vilebrequin du moteur, - au moins un aimant permanent, qui tourne avec la roue polaire et qui produit, dans un induit de charge solidaire du carter avec bobine de charge, une tension qui est appliquée à un accumulateur d'énergie - et un support d'aimant, disposé sur la roue polaire pour recevoir l'aimant permanent. Une installation d'allumage magnétique du type indiqué a été décrite dans le document DE 36 30 723 C2. Une roue polaire tournant avec le vilebrequin comporte dans une partie un aimant permanent qui, dans une position angulaire déterminée de la roue polaire, est situé en regard d'un induit de charge en forme de U avec bobine de charge. Sous l'effet de la variation du flux dans le circuit magnétique s'ouvrant et se fermant entre l'aimant permanent et l'induit de charge, une tension électrique est engendrée dans une bobine et est utilisée pour la charge d'un condensateur. A un instant défini d'allumage - qui peut être déduit de la tension induite -, le condensateur est déchargé dans une bobine d'allumage qui déclenche une étincelle d'allumage dans une bougie d'allumage disposée dans la chambre de combustion. L'aimant permanent disposé dans la roue polaire est décalé, par rapport au pourtour de la roue polaire, d'une petite distance radialement vers l'intérieur et il est pourvu de deux pièces polaires. Les pièces polaires sont formées d'un matériau magnétiquement conducteur et elles s'étendent jusqu'à la périphérie extérieure de la roue polaire, de telle sorte qu'il soit possible de créer un circuit magnétique entre l'aimant permanent et l'induit de charge. Pour résister aux forces centrifuges engendrées lors de la rotation de la roue polaire, les pièces polaires et l'aimant permanent doivent être maintenus d'une manière appropriée. La roue polaire doit être agencée, pour recevoir et maintenir d'une manière sûre les pièces polaires et l'aimant permanent, avec une rigidité et un poids correspondants, ce qui a une influence désavantageuse sur le poids total du moteur à combustion interne et ce qui présente un inconvénient notamment dans le cas d'appareils de travail guidés manuellement, comme par exemple des scies à chaîne motorisées. L'invention a pour but de perfectionner une installation d'allumage magnétique du type défini ci- dessus de telle sorte que, avec une roue polaire de poids réduit et un grand flux magnétique, les forces centrifuges agissantes soient absorbées d'une manière sûre. Ce problème est résolu, pour une installation d'allumage magnétique du type défini ci-dessus, en ce que le support d'aimant se compose d'un matériau magnétiquement conducteur et la zone de paroi, située dans le circuit du shunt magnétique, du support magnétique est saturée magnétiquement. Du fait que le support d'aimant disposé sur la roue polaire est constitué d'un matériau magnétiquement conducteur, il est possible de ne pas prévoir de pièces polaires, ce qui se traduit par une économie de poids et une simplification de construction. La fonction des pièces polaires qui consiste à concentrer le champ magnétique est remplie par les parties du support d'aimant qui sont situées dans une zone du circuit magnétique. Du fait que le support d'aimant est constitué d'un matériau magnétiquement conducteur, il est créé évidemment un shunt magnétique, qui passe cependant par des parties de paroi réalisées étroites en construction et par conséquent magnétiquement saturées, de sorte que ce shunt est par conséquent limité et tolérable. Dans une forme simple de réalisation, la roue polaire peut former une seule et même pièce avec le support d'aimant de sorte qu'il est possible de supprimer des fixations additionnelles pour le support d'aimant. Il peut également être judicieux de réaliser séparément la roue polaire et le support d'aimant, auquel cas la roue polaire est constituée d'un matériau magnétiquement non conducteur et de faible densité, de préférence une matière plastique, de sorte que l'ensemble a un faible poids. Dans le support d'aimant, on peut prévoir des poches réceptrices qui maintiennent radialement les aimants permanents et qui absorbent les forces centrifuges. Les poches réceptrices peuvent avoir, dans une direction circonférentielle, une plus grande longueur que les aimants permanents logés dedans de telle sorte que, dans une direction circonférentielle, il soit défini, dans une partie d'extrémité d'une poche réceptrice, au moins une zone de faible conductivité magnétique par laquelle la variation temporelle de la tension induite puisse être influencée. Une autre possibilité d'influence de la variation temporelle de la tension induite est obtenue par variation de l'intervalle d'air entre la culasse et le support d'aimant. Dans un autre agencement, plusieurs aimants permanents sont maintenus, dans une direction circonférentielle, l'un après l'autre par le support d'aimant de façon à obtenir un champ magnétique désiré. Avantageusement, deux aimants individuels sont disposés,à une distance d'espacement définie qui est déterminée en relation avec l'induit de charge et le profil désiré de la tension induite, l'un après l'autre dans le sens de rotation de la roue polaire. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: S - la Figure 1 est une vue en élévation latérale schématique d'une scie à chalne motorisée, dont l'installation d'allumage magnétique est indiquée en vue en coupe, - la Figure 2 est une vue à échelle agrandie de l'installation d'allumage magnétique de la Figure 1, - la Figure 3 est une vue en élévation latérale d'une poche réceptrice dans laquelle est maintenu un aimant permanent, la Figure 4 est une représentation schématique des lignes de champ magnétique d'une paire d'aimants permanents, - la Figure 5 représente schématiquement la variation d'une tension induite quand la roue polaire tourne, - la Figure 6 est une vue en élévation latérale d'un support d'aimant, associé à une paire d'aimants permanents de forme trapézoidale, - la Figure 7 est une vue en plan du support d'aimant, comportant un aimant permanent de plus grande largeur que le support d'aimant, - la Figure 8 est une vue en plan du support d'aimants,avec des aimants permanents décalés axialement, - la Figure 9 est une vue en élévation latérale d'une poche réceptrice comportant des aimants permanents de forme trapézoïdale, - la Figure 10 est une vue en plan d'un support d'aimants comportant des aimants permanents de forme trapézoïdale, - la Figure 11 est une vue en élévation latérale d'un support d'aimants comportant des aimants permanents de forme convexe, - la Figure 12 est une vue en élévation latérale d'un support d'aimants comportant deux aimants permanents disposés en oblique, - la Figure 13 est une vue en élévation latérale d'un support d'aimants comportant une paire d'aimants permanents et une pièce polaire reliant les aimants permanents. L'installation d'allumage magnétique conforme à l'invention peut être montée d'une façon particulièrement avantageuse dans des scies à chaînes motorisées pourvues d'un moteur à combustion interne à allumage commandé de l'extérieur. Sur la Figure 1, une scie à chaîne motorisée 8 de ce genre a été représentée schématiquement et comporte une lame de scie 10 montée sur une chaîne sans fin 11, et elle est guidée par un opérateur au moyen de deux poignées 12. La chaîne de sciage 11 est reliée, par l'intermédiaire d'un accouplement non représenté ici, avec le vilebrequin entraîné 14, sur lequel est également monté un ventilateur ou une roue polaire 1. Sur la roue polaire 1 est disposé un support d'aimants 2, qui sert à recevoir deux aimants permanents 3, 3' disposés l'un après l'autre dans une direction circonférentielle. La roue polaire 1 et le support d'aimants 2 tournent dans la direction de la flèche 15 et passent devant la paire d'aimants permanents 3, 3', de façon qu'une tension soit induite dans leur bobine de charge 6 par la variation du flux magnétique. La tension induite est appliquée à une unité de commande et d'accumulation 13, qui produit une accumulation d'énergie par l'intermédiaire d'éléments électriques,non représentés en détail, comme par exemple des condensateurs et qui déclenchent l'allumage à un instant défini par l'intermédiaire d'une bobine d'allumage. L'unité de commande et d'accumulation 13 peut également former un ensemble unitaire avec la bobine de charge 6. Conformément à l'invention, le support d'aimants 2 est constitué d'un matériau magnétiquement conducteur, comme par exemple du fer doux ferromagnétique, qui permet la génération d'un circuit magnétiquement fermé entre un ou plusieurs aimants permanents et l'induit de charge 5. Pour maintenir aussi petites que possible des pertes par suite de la conductivité magnétique du support d'aimants, il est nécessaire que la zone de paroi du support d'aimants 2 qui est située dans la zone du shunt magnétique soit magnétiquement saturée. Dans l'exemple de réalisation représenté, cela concerne les zones 17 et 18 ou 17' et 18' Les lignes de champ magnétique partant des aimants permanents 3 et 3' dans la direction Nord-Sud, créent avec l'induit de charge 5 un flux magnétique principal 19 alors que par contre il se produit, dans les zones marginales axiales des aimants permanents, un shunt magnétique 16, qui est petit à cause des zones de paroi étroites 17, 18 et 17', 18', profilées en forme de barreaux et situées dans une zone de saturation. La roue polaire 1 et le support d'aimants 2 peuvent soit former une seule et même pièce constituée d'un matériau magnétiquement conducteur soit, conformément à une autre forme de réalisation, être réalisés sous la forme de deux pièces séparées; dans ce cas, la roue polaire 1 est avantageusement constituée d'un matériau magnétiquement non conducteur, par exemple une matière plastique, cf. Figure 2. En dehors d'une matière plastique, il est évidemment possible d'utiliser n'importe quel matériau approprié pour former la roue polaire 1, à condition que l'impératif d'un faible poids propre soit satisfait. En particulier dans le cas d'appareils de travail comportant de petits moteurs du type indiqué ici, il est important, en vue d'obtenir une grande puissance de travail disponible, que les masses déplacées soient maintenues aussi petites que possible. Aussi bien dans le cas de la réalisation en une pièce que dans la réalisation en deux pièces représentée ici, il est judicieux, pour réduire encore le poids du support d'aimants, de la pourvoir de rayons et de cavités existant entre les rayons. Pour une sécurité de maintien des aimants permanents 3 et 3' dans le support d'aimants 2, celui-ci est pourvu de poches réceptrices 9, 9' dans lesquelles les aimants permanents 3, 3' seront engagés par exemple axialement et seront ainsi maintenus d'une manière sûre en opposition à des forces centrifuges. Il est cependant également possible de réaliser les poches réceptrices 9 et 9' sous la forme d'une zone dépouillée. Les poches réceptrices peuvent avoir, dans une direction circonférentielle, une dimension supérieure à celles des aimants permanents de façon à créer un intervalle d'air 4 permettant de faire varier le profil d'amplitudes du champ magnétique le long du pourtour du support d'aimants. Le nombre des aimants permanents 3 disposés l'un après l'autre dans la direction circonférentielle du support d'aimants 2 peut varier fortement et dépend de différents facteurs, comme par exemple la grandeur de la tension électrique à produire. Dans l'exemple de réalisation considéré, il est prévu deux aimants permanents 3 et 3' disposés l'un après l'autre. Pour éviter, lors de la rotation de la roue polaire 1 et du support d'aimant 2, la création d'un balourd par suite de la disposition non symétrique des aimants permanents, il peut être judicieux, pour compenser le balourd, de disposer sur la roue polaire ou sur le support d'aimants, dans une zone située radialement en regard des aimants permanents, un contrepoids compensant le balourd. Par contre, il ne se posera aucun problème de balourd dans le cas d'une disposition symétrique des aimants permanents. Pour influencer intentionnellement la variation de la tension induite, avantageusement le champ magnétique produit par les aimants permanents est influencé par des moyens de construction simples. Un moyen de ce genre consiste par exemple à créer dans un circuit magnétique un intervalle d'air dont la perméabilité soit nettement plus petite que celle d'un matériau magnétiquement conducteur. Cet intervalle d'air est produit d'une manière simple lorsque, comme le montre la Figure 12, la génératrice du support d'aimants 2 n'est pas agencée sous la forme d'un cercle coaxial. S'il est souhaité d'obtenir sur le pourtour du support d'aimants un profil de champ avec des demi-ondes qui soient plus larges que la largeur des aimants permanents, ces demi- ondes pourront être produites en donnant aux poches réceptrices des aimants permanents une largeur supérieure à la largeur des aimants permanents. La courbe représentant la tension induite comporte, conformément à la Figure 5, à chaque tour de la roue polaire, trois demi- ondes d'amplitudes différentes m1, m2, m3 et également de largeurs différentes, la demi- onde centrale correspondant à l'amplitude m2 lorsque les aimants permanents sont en action avec les deux branches de l'induit de charge 5. La variation de la tension induite au cours du temps peut être également avantageusement influencée par d'autres moyens de construction. En dehors d'un nombre différent d'aimants permanents disposés l'un après l'autre et de pouvoirs de magnétisation différents, le champ magnétique peut être influencé par des formes géométriques différentes des aimants permanents ainsi que par leurs positions différentes dans le support d'aimants. Les aimants permanents 3 et 3' peuvent, dans un agencement avantageux, dépasser radialement de la génératrice extérieure 20 du support d'aimants 2 (cf. Figure 6). Sur la même Figure, les aimants permanents ont, en vue en élévation latérale, une forme trapézoidale, le côté 21 de courte longueur étant situé radialement plus loin vers l'extérieur dans le support d'aimant 2 de manière à empêcher un échappement radial sous l'effet des forces centrifuges se produisant en cours de rotation. Dans une autre forme de réalisation, l'aimant permanent 3 peut avoir, dans la direction axiale du vilebrequin, une plus grande largeur b que le support d'aimant 2 (cf. Figures 7 et 8), ce qui permet d'obtenir, en plus de l'influence sur le champ magnétique, également l'avantage d'une autre réduction de poids. A cet égard, l'aimant permanent 3 peut être disposé asymétriquement par rapport au plan central 22 du support d'aimant 2 (Figure 8). Dans une autre forme de réalisation, l'aimant permanent 3 a, dans la direction circonférentielle du support d'aimant 2, une largeur qui varie. Par exemple, l'aimant permanent peut, en vue en plan, être pourvu d'une forme trapézoïdale, auquel cas il est possible d'avoir des formes asymétriques et des formes symétriques (cf. Figures 9 et 10). Egalement l'aimant permanent de la Figure 11 a une largeur qui n'est pas constante sur sa longueur par le fait que le côté extérieur de l'aimant permanent, dirigé vers la génératrice 20 du support d'aimants 2, a une forme convexe. Le côté convexe des aimants permanents peut alors être avantageusement disposé avec une concentricité d'espacement par rapport à la génératrice 20. Dans une autre forme de réalisation représentée sur la Figure 12, les aimants permanents peuvent être disposés de telle sorte que leurs axes longitudinaux 23 ne soient pas orientés tangentiellement à un cercle imaginaire 24 entourant le centre du vilebrequin mais soient tournés d'un angle déterminé par rapport à cette position en coupant ainsi le cercle 24. La même Figure montre également que l'intervalle d'air existant entre le support d'aimant 2 et l'induit de charge 5 peut avoir une largeur qui varie sur le pourtour du support d'aimant. La génératrice extérieure 20 peut avoir une forme différente de la forme circulaire de façon à influencer par exemple le champ magnétique par un intervalle d'air réalisé sous forme d'un évidement 26. Une autre possibilité d'influencer le champ magnétique consiste à utiliser des pièces polaires qui sont avantageusement constituées d'un matériau magnétiquement plus conducteur que le support d'aimants 2. Du fait que les pièces polaires n'exercent pas obligatoirement une fonction de retenue pour les aimants permanents, elles peuvent être fixées avec des moyens de retenue qui soient simples et analogues à ceux prévus pour les aimants permanents sur le support correspondant. Conformément à la Figure 13, une pièce polaire 25 relie les côtés radialement intérieurs des aimants permanents 3 et 3'. Dans les exemples de réalisation représentés, il est prévu avantageusement deux aimants permanents dans une direction circonférentielle du support d'aimant. Il peut également être suffisant de disposer seulement un aimant permanent d'une plus grande puissance pour créer alors, par un agencement de construction correspondant du support d'aimants, une seconde pièce polaire située en regard de l'induit de charge. Si cela est imposé par la forme désirée pour le signal de tension induit, il est également judicieux de prévoir plusieurs aimants permanents, situés l'un après l'autre dans la direction circonférentielle du support d'aimants, en étant notamment mutuellement adjacents. REVENDICATIONS 1. Installation d'allumage magnétique pour une machine à moteur à combustion interne, notamment une scie à chaîne motorisée, comportant: une roue polaire qui tourne avec le vilebrequin du moteur, - au moins un aimant permanent, qui tourne avec la roue polaire et qui produit, dans un induit de charge solidaire du carter avec bobine de charge, une tension qui est appliquée à un accumulateur d'énergie - et un support d'aimant, disposé sur la roue polaire pour recevoir l'aimant permanent, caractérisée en ce que le support d'aimant (2) se compose d'un matériau magnétiquement conducteur et la zone de paroi (17, 18; 17', 18'), située dans le circuit du shunt magnétique, du support magnétique (2) est saturée magnétiquement. 2. Installation d'allumage magnétique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la roue polaire (1) forme une seule et même pièce avec le support d'aimant (2). 3. Installation d'allumage magnétique selon la revendication 1, caractérisée en ce que la roue polaire (1) se compose d'un matériau magnétiquement non conducteur, de préférence une matière plastique. 4. Installation d'allumage magnétique selon une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce qu'il est prévu dans le support d'aimant (2) une poche réceptrice (9) maintenant l'aimant permanent (3). 5. Installation d'allumage magnétique selon une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que plusieurs, de préférence deux, aimants permanents (3, 3') sont disposés l'un après l'autre dans la direction circonférentielle du support d'aimants (2). 6. Installation d'allumage magnétique selon une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la poche réceptrice (9) a, dans une direction circonférentielle, une plus grande dimension que l'aimant permanent (3) de telle sorte que le profil d'amplitudes du champ magnétique le long du pourtour du support d'aimant puisse être modifié. 7. Installation d'allumage magnétique selon une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'aimant permanent (3) dépasse radialement de la génératrice extérieure (20) du support d'aimant (2). 8. Installation d'allumage magnétique selon une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'aimant permanent (3) est agencé en vue en élévation latérale avec une forme de trapèze de telle sorte que le côté (21) de courte longueur soit situé radialement plus loin vers l'extérieur dans le support d'aimant (2). 9. Installation d'allumage magnétique selon une des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que l'aimant permanent (3) a, dans la direction axiale du vilebrequin (14), une plus grande largeur (b) que le support d'aimant (2). 10. Installation d'allumage magnétique selon une des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que l'aimant permanent (3) est disposé symétriquement par rapport au plan central (22) du support d'aimant (2). 11. Installation d'allumage magnétique selon une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que l'aimant permanent (3) a, dans la direction circonférentielle du support d'aimant (2), une largeur qui varie. 12. Installation d'allumage magnétique selon la revendication 11, caractérisée en ce que l'aimant permanent (3) est agencé en vue en plan avec une forme de trapèze. 13. Installation d'allumage magnétique selon une des revendications 11 ou 12, caractérisée en ce qu'au moins un côté de l'aimant permanent (3) a un profil convexe. 14. Installation d'allumage magnétique selon une des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que l'axe longitudinal (23) de l'aimant permanent (3) coupe un cercle imaginaire (24) entourant le point central du vilebrequin. 15. Installation d'allumage magnétique selon une des revendications 1 à 14, caractérisée en ce que l'intervalle d'air (26) existant entre le support d'aimant (2) et l'induit de charge (5) a, sur le pourtour du support d'aimant (2), une largeur qui varie.